一种ADC数据分析系统的制作方法

一种adc数据分析系统
技术领域
1.本发明涉及一种数据分析系统，特别是一种adc数据分析系统。


背景技术：

2.随着设计技术的发展，模拟数字转换器(analog-to-digitalconverter，adc)的功能越来越多，采样速率越来越快，同时产生的数据量也是大幅的增长。如何把海量的数据和测试信号关联起来，分析并发现adc电路设计问题，对提高电路设计效率、质量具有重大的意义。
3.adc在工作的过程中会产生大量的数据，对adc进行性能优化、参数校正、问题排查往往需要获取大量的数据并进行计算分析。另外测试信号和数据往往是分开处理的，如何把大量的数据和测试信号做时间上的关联是个需要解决的问题。
4.通过关联处理电路分析adc数据的缺点：
5.a)无法分析全部adc数据，对于偶现的异常数据不能很好的获取到。
6.b)无法对数据和测试信号做时间上的关联，无法分析如信号响应时间、信号采样时延等指标。
7.c)adc数据难以分析、展示。


技术实现要素：

8.发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种adc数据分析系统。
9.为了解决上述技术问题，本发明公开了一种adc数据分析系统。
10.一种adc数据分析系统，包括：数据采集接口模块、数据格式转换模块、数据缓存模块、信号同步模块、信号发生模块、同步时钟信号发生模块和数据处理模块；
11.通过数据采集接口模块获取待测模拟数字转换器adc数据；对采集到的待测模拟数字转换器adc数据进行格式转换，把待测模拟数字转换器adc和关联电路间的通讯协议转换为原始模拟数字转换器adc数据内容；
12.信号同步模块输出同步脉冲，通过同步脉冲同步数据采集接口的时间戳和信号发生模块的测试信号，采集到的待测模拟数字转换器adc数据加入时间戳后和测试信号的时间精确关联；
13.信号同步模块通过信号阈值触发，对外接测试信号时的信号同步脉冲进行触发；信号同步模块直接产生的同步脉冲，用于同步信号发生模块生成的测试信号；原始模拟数字转换器adc数据内容加上时间戳后暂存在数据缓存模块；
14.信号发生模块输出模拟数字转换器adc测试信号，并通过同步脉冲实时同步信号发生的起始时间；
15.同步时钟发生模块输出多组同步时钟；
16.数据处理模块对原始模拟数字转换器adc数据进行实时分析，以波形及图表方式
展示；该数据处理模块对本地存储中的模拟数字转换器adc原始数据及同步时钟数据进行分析与展示。
17.本发明所述系统中待测adc数据采集步骤如下：
18.步骤1，同步时钟发生模块产生同步时钟信号；
19.步骤2，上电初始化待测adc关联电路，数据采集接口模块准备读取待测adc数据；
20.步骤3，根据待测adc应用电路的数据接口电压设置数据采集接口的电平转换参数；
21.步骤4，信号同步模块产生同步脉冲，对于外接测试信号配置信号同步模块阈值触发参数；
22.步骤5，数据采集接口连续采集待测adc数据并打上时间戳；
23.步骤6，把采集到的待测adc数据按不同的接口协议类型转换为原始adc数据内容；
24.步骤7，把原始adc数据内容暂存到adc数据处理装置的数据缓存模块中；
25.步骤8，adc数据处理装置把数据缓存模块中的原始adc数据转发给数据处理模块。
26.本发明所述系统中待测adc数据处理流程：
27.步骤1，接收原始adc数据；
28.步骤2，存储接收到的原始adc数据到adc数据存储模块中；
29.步骤3，对原始adc数据进行分析，计算有效值、均值、误差以及分布；
30.步骤4，以图表的方式展示原始adc数据及其有效值、均值、误差以及分布；
31.步骤5，比对分析结果和理论值的差异。
32.本发明信号同步模块中的阈值触发过程中，信号同步模块外接测试信号时，当外接的测试信号达到设置的电压阈值时产生同步脉冲；配置同步脉冲的产生频率；在外接测试信号时关联测试信号和数据的时间。
33.本发明中，在原始adc数据内容中增加时间戳，原始adc数据内容的数据流支持两个以上的通道数据，每个通道数据中存放时间戳和数据内容，将数据和时间精确关联。
34.本发明中，同步时钟输出模块支持多组时钟输出，每组时钟的各路时钟信号相位、频率以及电平可配置。
35.本发明中，数据采集接口模块包含uart、spi、iic和不同位宽度的数据总线接口；数据采集接口配置电平转换，支持不同的接口电平。
36.本发明中数据处理模块包括：
37.对原始adc数据进行实时的波形展示，检查原始adc数据中存在的异常数据；对展示的波形进行阈值设置，显示固定阈值范围内的adc原始数据；对展示的波形进行触发设置，捕获异常的adc原始数据。
38.本发明中数据处理模块还包括：对原始adc数据进行实时分析，并通过图表方式实时展示分析结果，包括效值、均值、误差和分布；对测试信号发生配置，对测试信号与数据进行关联展示。
39.本发明中数据处理模块还包括：配置同步时钟发生模块产生同步时钟信号，存储在本地存储中的adc原始数据用该模块进行加载、分析和展示。
40.有益效果：
41.1，数据和测试信号做时间上的关联，可以用于分析如信号响应时间、信号采样时
延等指标。
42.2，支持同步时钟输出，满足有同步时钟要求的特定行业的应用(如计量)。
43.3，通过adc数据处理装置采集adc数据，不受限于adc关联电路的处理能力，可以获取、存储全部adc数据。
44.4，不受限于adc关联电路的人机交互能力，可以实时展示adc的原始数据，方便发现异常数据。
45.5，adc数据处理软件工作在上位机环境中，可以提供强大的处理性能和良好的人机交互体验，提高了adc应用电路的优化效率和质量。
46.6，支持电平转换和多种数据接口类型，对不同的应用场景的适配性更好。
47.7，原始adc数据可以存储和加载，方便数据的后期处理和分析。
附图说明
48.下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
49.图1为系统原理示意图。
50.图2为adc数据采集流程示意图。
51.图3为adc数据处理流程示意图。
52.图4为阈值触发示意图。
53.图5为数据时间戳示意图。
54.图6为同步时钟输出示意图。
具体实施方式
55.一种adc数据分析系统，如图1所示：
56.一种adc数据分析系统，包括：数据采集接口模块、数据格式转换模块、数据缓存模块、信号同步模块、信号发生模块、同步时钟信号发生模块和数据处理模块；
57.数据采集接口模块通过数据采集接口获取adc数据。根据adc的应用电路的设计，支持uart、spi、iic和不同位宽度的data bus等接口。数据采集接口可以配置电平转换以支持不同的接口电平，适配不同的电源系统。
58.数据采集接口模块可以对采集到的adc数据进行格式转换，把adc和关联电路间的通讯协议转换为原始的adc数据内容。
59.信号同步模块支持高精度同步脉冲输出，用于同步测试信号发生模块和数据采集接口的时间戳，使采集到的数据的时间和测试信号的时间精确关联。信号同步模块支持信号阈值触发，用于外接测试信号时的信号同步脉冲的触发。
60.原始adc数据内容加上时间戳后暂存在数据缓存中以保证数据在通讯不稳定的时候的完整性。
61.测试信号发生模块支持各种类型的adc测试信号输出，并且可以实时同步信号发生的起始时间。
62.同步时钟发生模块支持多组同步时钟输出，支持不同频率的同步时钟输出。
63.adc数据处理模块具有adc数据采集、adc数据显示、adc数据存储、adc数据分析、
adc数据通讯等功能。
64.adc数据处理模块通过通讯模块接收原始的adc数据，并存储到本地存储中。
65.adc数据处理模块支持对原始adc数据进行实时的波形展示，方便检查原始adc数据中存在的异常数据。adc数据处理软件支持对展示的波形进行阈值设置，以显示固定阈值范围内的adc原始数据。adc数据处理软件支持对展示的波形进行触发设置，以捕获异常的adc原始数据。
66.adc数据处理模块支持对原始adc数据进行实时分析，并通过图表的方式实时展示分析的结果，如有效值、均值、误差、分布等等。
67.adc数据处理模块支持测试信号发生配置，支持测试信号与数据关联展示。
68.adc数据处理模块支持配置同步时钟发生模块产生同步时钟信号。存储在本地存储中的adc原始数据可以用adc数据处理模块加载、分析和展示。
69.adc数据采集流程如图2所示：
70.1.adc数据处理模块配置同步时钟发生模块产生同步时钟信号。
71.2.上电初始化adc关联电路，数据采集模块准备读取adc数据。
72.3.根据adc应用电路的数据接口电压设置数据采集接口的电平转换参数。
73.4.adc数据处理系统配置信号同步模块产生同步脉冲。如果是外接测试信号，则配置信号同步模块阈值触发参数，如触发电平、边沿等。
74.5.adc数据处理系统通过数据采集接口连续采集adc数据并打上时间戳。
75.6.adc数据处理系统把采集到的adc数据按不同的接口协议类型转换为原始的adc数据内容。
76.7.把原始的adc数据内容暂存到adc数据处理系统的数据缓存中。
77.8.adc数据处理系统把数据缓存中的原始的adc数据转发给adc数据处理模块。
78.adc数据处理流程如图3所示：
79.1.adc数据处理软件通过通讯模块接收原始的adc数据。
80.2.存储接收到的原始的adc数据到本地存储中。
81.3.对原始adc数据进行分析，计算有效值、均值、误差、分布等等。
82.4.通过图表的方式展示原始adc数据、有效值、均值、误差、分布等等。
83.5.比对分析结果和理论值的差异。
84.信号同步模块阈值触发如图4所示：
85.信号同步模块可以外接测试信号，当外接的测试信号达到设置的电压阈值的时候可以产生同步脉冲。同步脉冲的产生频率可以配置，如配置为n次触发产生一个同步脉冲。使外接测试信号的情况下也能关联测试信号和数据的时间。
86.原始数据加时间戳如图5所示：
87.原始数据流支持多个通道数据，每个通道数据中存放时间戳和数据块，使数据和时间精确关联。
88.同步时钟输出如图6所示：
89.同步时钟输出模块支持多组时钟输出时钟00～时钟0x、时钟10～时钟1x.每组时钟的各路时钟信号相位、频率、电平可配置。
90.本发明提供了一种adc数据分析系统的思路及方法，具体实现该技术方案的方法
和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。