一种高速低噪声的多通道数据采集设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高速低噪声的多通道数据采集设备，包括模拟前端、模数转换电路、STM32F103ZET6主控制器单元、W5100网络数据传输单元、电源管理电路和上位机，其特征在于，所述模拟前端、模数转换电路、STM32F103ZET6主控制器单元、W5100网络数据传输单元均与电源管理电路电性连接，发明专利技术可以用于工业电信号的采集和分析，科研院所可以将其用于生物电信号的采集和分析，采集电信号时可以根据实际需求任意选择1～8个通道，配合可以实时显示信号波形和保存采集数据的上位机，可以广泛应用于工业数据采集及生物电信号的采集。

A high speed and low noise multichannel data acquisition device

【技术实现步骤摘要】
一种高速低噪声的多通道数据采集设备
本技术涉及计算机处理方法、电子设计、数字信号处理、软件编程方法领域，尤其是涉及一种高速低噪声的多通道数据采集设备。
技术介绍
数据采集(DAQ)，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析、处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。数据采集系统是计算机测控系统中不可或缺的组成部分，是影响测控系统的精度等性能指标的关键因素之一。电子技术中模数转换即将连续的电压、电流模拟量转换成为计算机可识别分析的离散数字信号，即可运用数字信号处理工具对其进行快速分析。工业生产中常见的温度、位移、压力、声音、图像等为了更容易的采集存储、分析处理等都需要将其转换为计算机可读写的数字信号。可以认为模数转换器是模拟信号转换为数字信号不可或缺的工具。通常该转换过程由专用的模数转换芯片实现。目前国内的多通道数据采集设备，普遍存在的问题有：1.输入噪声较高，一般都大于几百微伏，不适用于微弱信号检测领域；2.采样率低，不能采集更多的信号细节；3.抗干扰能力差，很容易因为外界的电磁干扰，等降低采集信号的质量；4.没有实时的算法处理能力；5.没有专用的数据采集、数据储存、数据处理软件，不利于操作使用。Smacq公司的USB-400系列同步数据采集卡、USB-200系列数据采集卡、USB-4000-BNC系列数据采集卡、USB-2000-BNC系列数据采集卡、USB-1252A数据采集卡等大多存在着采样精度不足，不适合微弱信号检测的问题；并且价格昂贵，性价比低；同时没有专用的数据采集、分析、处理的软件，不利于操作。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种高速低噪声的多通道数据采集设备，从而解决上述问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种高速低噪声的多通道数据采集设备，包括模拟前端、模数转换电路、STM32F103ZET6主控制器单元、W5100网络数据传输单元、电源管理电路和上位机，其特征在于，所述模拟前端、模数转换电路、STM32F103ZET6主控制器单元、W5100网络数据传输单元均与电源管理电路电性连接。作为本技术的一种优选技术方案，所述模拟前端的作用包括阻抗变化和提供尽可能大的前端增益。作为本技术的一种优选技术方案，所述模数转换电路模数转换芯片使用的是AD7606芯片，8个16位ADC采集通道，所有通道同步采样模拟量，可以应用于±10V范围内的电压信号采集，如果输入为电流信号可以并联50R的电阻转换为电压信号，用电压值除电阻值获得电流值。作为本技术的一种优选技术方案，所述STM32F103ZET6主控制器单元系统主控制器采用意法半导体公司的STM32F103ZET6芯片，其内部集成了ADC、DAC、DMA、FMSC、定时器等资源。作为本技术的一种优选技术方案，所述W5100网络数据传输单元电路板通信功能支持以太网通信方式，以太网的速度最快可以满足最高100KHz实时数据采集和传输。作为本技术的一种优选技术方案，所述电源管理电路系统的供电电源由锂离子充电电池提供。作为本技术的一种优选技术方案，所述上位机使用QT5.11.2作为编程环境，C++作为编程语言，设计出可以实时显示8通道数据波形及其频谱的上位机，并添加数据保存功能，可以待数据实时采集结束后进行离线分析。作为本技术的一种优选技术方案，所述模拟前端、STM32F103ZET6主控制器单元、W5100网络数据传输单元和上位机为采集设备，数据信号通过模拟前端采集后，经过W5100网络数据传输单元传输到电脑端的上位机。与现有技术相比，本技术的有益效果是：该种高速低噪声的多通道数据采集设备，具有低噪声，高采样率，无失真，抗干扰能力强等优点，本专利技术可以用于工业电信号的采集和分析，科研院所可以将其用于生物电信号的采集和分析，采集电信号时可以根据实际需求任意选择1～8个通道，配合可以实时显示信号波形和保存采集数据的上位机，可以广泛应用于工业数据采集及生物电信号的采集，结构科学合理，使用安全方便，为人们提供了很大的帮助。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：图1为本技术所述一种高速低噪声的多通道数据采集设备原理结构示意图；图中：1、模拟前端；2、模数转换电路；3、STM32F103ZET6主控制器单元；4、W5100网络数据传输单元；5、电源管理电路；6、上位机。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1，本技术提供一种技术方案：一种高速低噪声的多通道数据采集设备，包括模拟前端1、模数转换电路2、STM32F103ZET6主控制器单元3、W5100网络数据传输单元4、电源管理电路5和上位机6，模拟前端1、模数转换电路2、STM32F103ZET6主控制器单元3、W5100网络数据传输单元4均与电源管理电路5电性连接。本技术，优选的，模拟前端1的作用包括阻抗变化和提供尽可能大的前端增益。本技术，优选的，模数转换电路2模数转换芯片使用的是AD7606芯片，8个16位ADC采集通道，所有通道同步采样模拟量，可以应用于±10V范围内的电压信号采集，如果输入为电流信号可以并联50R的电阻转换为电压信号，用电压值除电阻值获得电流值。本技术，优选的，STM32F103ZET6主控制器单元3系统主控制器采用意法半导体公司的STM32F103ZET6芯片，其内部集成了ADC、DAC、DMA、FMSC、定时器等资源。本技术，优选的，W5100网络数据传输单元4电路板通信功能支持以太网通信方式，以太网的速度最快可以满足最高100KHz实时数据采集和传输。本技术，优选的，电源管理电路5系统的供电电源由锂离子充电电池提供。本技术，优选的，上位机6使用QT5.11.2作为编程环境，C++作为编程语言，设计出可以实时显示8通道数据波形及其频谱的上位机，并添加数据保存功能，可以待数据实时采集结束后进行离线分析。本技术，优选的，模拟前端1、STM32F103ZET6主控制器单元3、W5100网络数据传输单元4和上位机6为采集设备，数据信号通过模拟前端1采集后，经过W5100网络数据传输单元4传输到电脑端的上位机6。具体原理：使用时，整个设备中，模拟前端1的作用包括阻抗变化和提供尽可能大的前端增益。由于模拟前端1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速低噪声的多通道数据采集设备，包括模拟前端（1）、模数转换电路（2）、STM32F103ZET6主控制器单元（3）、W5100网络数据传输单元（4）、电源管理电路（5）和上位机（6），其特征在于，所述模拟前端（1）、模数转换电路（2）、STM32F103ZET6主控制器单元（3）、W5100网络数据传输单元（4）均与电源管理电路（5）电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种高速低噪声的多通道数据采集设备，包括模拟前端（1）、模数转换电路（2）、STM32F103ZET6主控制器单元（3）、W5100网络数据传输单元（4）、电源管理电路（5）和上位机（6），其特征在于，所述模拟前端（1）、模数转换电路（2）、STM32F103ZET6主控制器单元（3）、W5100网络数据传输单元（4）均与电源管理电路（5）电性连接。


2.根据权利要求1所述的一种高速低噪声的多通道数据采集设备，其特征在于，所述模拟前端（1）的作用包括阻抗变化和提供尽可能大的前端增益。


3.根据权利要求1所述的一种高速低噪声的多通道数据采集设备，其特征在于，所述模数转换电路（2）模数转换芯片使用的是AD7606芯片，8个16位ADC采集通道，所有通道同步采样模拟量，可以应用于±10V范围内的电压信号采集，如果输入为电流信号可以并联50R的电阻转换为电压信号，用电压值除电阻值获得电流值。


4.根据权利要求1所述的一种高速低噪声...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱琳，马晓妹，郝柽，赵林林，高永国，洪敏，
申请(专利权)人：甘肃省地震局中国地震局兰州地震研究所，
类型：新型
国别省市：甘肃;62