一种高精度采集电路制造技术

本发明专利技术公开了一种高精度采集电路，涉及数据采集技术领域，包括，模拟前端单元、高速高精度模数转换单元、高精度参考电源单元、可编程逻辑单元和供电单元；所述模拟前端单元与所述高速高精度模数转换单元连接，所述高精度参考电源单元与所述高速高精度模数转换单元连接，所述可编程逻辑单元与所述高速高精度模数转换单元连接，所述供电单元与所述模拟前端单元、所述高速高精度模数转换单元连接、所述高精度参考电源单元和所述可编程逻辑单元连接；本发明专利技术实现级联1000通道以上的信号采集系统的高精度采集。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度采集电路
本专利技术涉及数据采集
，特别涉及一种高精度采集电路的设计方法。
技术介绍
针对地面共振试验及颤振试飞试验中航空发动机、机翼等部件热模态参数的高精度和颤振边界准确预测应用需求，需要研发多通道动态特征测试仪。而其中关键部分为数据采集模块的设计。目前低通道数的数采设备在精度、准确度上能够满足工程需要。但要实现级联1000通道以上的信号采集系统的高精度采集，其准确度、精确度、时间同步性等都很难达到要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高精度采集电路，用以解决现有技术中精准度的问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种高精度采集电路。具体地，包括，模拟前端单元、高速高精度模数转换单元、高精度参考电源单元、可编程逻辑单元和供电单元；所述模拟前端单元与所述高速高精度模数转换单元连接，所述高精度参考电源单元与所述高速高精度模数转换单元连接，所述可编程逻辑单元与所述高速高精度模数转换单元连接，所述供电单元与所述模拟前端单元、所述高速高精度模数转换单元、所述高精度参考电源单元和所述可编程逻辑单元连接；所述模拟前端单元用于采集模拟信号；所述高速高精度模数转换单元用于将所述模拟前端单元采集到的模拟信号转换为数字信号；所述高精度参考电源单元为所述高速高精度模数转换单元提供精准的参考电平；所述可编程逻辑单元用于控制所述高速高精度模数转换单元的各通道输入的信号进行模数转换，并将数据发送至所述可编程逻辑单元进行进一步处理。优选的，所述模拟前端单元包括恒流源模块、耦合方式选择模块、衰减器模块和增益网络及其配置模块；所述恒流源模块用于为采集到的模拟信号供电；所述耦合方式选择模块用于采集到的模拟信号的耦合方式选择电路；所述衰减器模块用于对采集到的模拟信号进行缩小；所述增益网络及其配置模块用于对采集到的模拟信号进行放大。优选的，所述衰减器模块调整的信号范围为，将0V～+/-40V的模拟电压信号调理成0～+/-10V。优选的，所述增益网络及其配置模块包括，增益放大子模块和抗混叠滤波子模块，增益放大子模块与抗混叠滤波子模块连接；所述增益放大子模块用于对信号增益做出调整；所述抗混叠滤波子模块用于对信号进行滤波，滤除干扰信号。优选的，所述增益放大子模块和所述抗混叠滤波子模块由双通道JFET运算放大器组成。优选的，所述增益网络及其配置模块根据信号范围调整的增益范围为，当信号<100mV时，增益为100倍；当100mV<信号<300mV时，增益为30倍；当300mV<信号<1000mV时，增益为10倍；当信号≥10V时，增益为1倍。优选的，所述增益网络及其配置模块的增益选择器为精密四通道单刀双掷开关。优选的，所述可编程逻辑单元选用现场可编程门阵列FPGA(FieldProgrammableGateArray)。优选的，所述模拟前端单元的输出信号为差分信号。优选的，所述高速高精度模数转换单元选用24位Δ-Σ模数转换器。本专利技术方法具有如下优点：本专利技术实现级联1000通道以上的信号采集系统的采集，其准确度、精确度、时间同步性等都达到要求。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。附图说明图1是根据一示例性实施例示出的高精度采集电路框图示意图；图2是根据一示例性实施例示出的模拟前端单元示意图；图3是根据一示例性实施例示出的高精度采集电路示意图；图中：1—模拟前端单元，11—恒流源模块，12—耦合方式选择模块，13—衰减器模块，14—增益网络及其配置模块，141—增益放大子模块，142—抗混叠滤波子模块，2—高速高精度模数转换单元，3—高精度参考电源单元，4—可编程逻辑单元，5—供电单元。具体实施方式下面将结合具体实施方案对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述，但是本领域技术人员应当理解，下文所述的实施方案仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施方案，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方案，都属于本专利技术保护的范围。下面将结合实施例对本专利技术的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用来限制本专利技术的保护范围。本领域的技术人员在不背离本专利技术的宗旨和精神的情况下，可以对本专利技术进行各种修改和替换，所有这些修改和替换都落入了本专利技术权利要求书请求保护的范围内。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可通过商业途径获得。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本专利技术作了详尽的描述，但在本专利技术基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本专利技术精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本专利技术要求保护的范围。下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步描述：如图1所示的，一种高精度采集电路，包括，模拟前端单元1、高速高精度模数转换单元2、高精度参考电源单元3、可编程逻辑单元4和供电单元5；所述模拟前端单元1与所述高速高精度模数转换单元2连接，所述高精度参考电源单元3与所述高速高精度模数转换单元2连接，所述可编程逻辑单元4与所述高速高精度模数转换单元2连接，所述供电单元5与所述模拟前端单元1、所述高速高精度模数转换单元2、所述高精度参考电源单元3和所述可编程逻辑单元4连接；所述模拟前端单元1用于采集模拟信号；所述高速高精度模数转换单元2用于将所述模拟前端单元1采集到的模拟信号转换为数字信号；所述高精度参考电源单元3为所述高速高精度模数转换单元2提供精准的参考电平；所述可编程逻辑单元4用于控制所述高速高精度模数转换单元2的各通道输入的信号进行模数转换，并将数据发送至所述可编程逻辑单元4进行进一步处理。根据上述方案，进一步，如图2所示的，所述模拟前端单元1包括恒流源模块11、耦合方式选择模块12、衰减器模块13和增益网络及其配置模块14；所述恒流源模块11用于为采集到的模拟信号供电；所述耦合方式选择模块12用于采集到的模拟信号的耦合方式选择电路；所述衰减器模块13用于对采集到的模拟信号进行缩小；所述增益网络及其配置模块14用于对采集到的模拟信号进行放大。根据上述方案，进一步，所述衰减器模块13调整的信号范围为，将0V～+/-40V的模拟电压信号调理成0～+/-10V。根据上述方案，进一步，所述增益网络及其配置模块14包括，增益放大子模块141和抗混叠滤波子模块142，增益放大子模块141与抗混叠滤波子模块142连接；所述增益放大子模块141用于对信号增益做出调整；所述抗混叠滤波子模块142用于对信号进行滤波，滤除干本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度采集电路，其特征在于，包括，模拟前端单元、高速高精度模数转换单元、高精度参考电源单元、可编程逻辑单元和供电单元；/n所述模拟前端单元与所述高速高精度模数转换单元连接，所述高精度参考电源单元与所述高速高精度模数转换单元连接，所述可编程逻辑单元与所述高速高精度模数转换单元连接，所述供电单元与所述模拟前端单元、所述高速高精度模数转换单元、所述高精度参考电源单元和所述可编程逻辑单元连接；/n所述模拟前端单元用于采集模拟信号；/n所述高速高精度模数转换单元用于将所述模拟前端单元采集到的模拟信号转换为数字信号；/n所述高精度参考电源单元为所述高速高精度模数转换单元提供精准的参考电平；/n所述可编程逻辑单元用于控制所述高速高精度模数转换单元的各通道输入的信号进行模数转换，并将数据发送至所述可编程逻辑单元进行进一步处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种高精度采集电路，其特征在于，包括，模拟前端单元、高速高精度模数转换单元、高精度参考电源单元、可编程逻辑单元和供电单元；
所述模拟前端单元与所述高速高精度模数转换单元连接，所述高精度参考电源单元与所述高速高精度模数转换单元连接，所述可编程逻辑单元与所述高速高精度模数转换单元连接，所述供电单元与所述模拟前端单元、所述高速高精度模数转换单元、所述高精度参考电源单元和所述可编程逻辑单元连接；
所述模拟前端单元用于采集模拟信号；
所述高速高精度模数转换单元用于将所述模拟前端单元采集到的模拟信号转换为数字信号；
所述高精度参考电源单元为所述高速高精度模数转换单元提供精准的参考电平；
所述可编程逻辑单元用于控制所述高速高精度模数转换单元的各通道输入的信号进行模数转换，并将数据发送至所述可编程逻辑单元进行进一步处理。


2.根据权利要求1所述的高精度采集电路，其特征在于，所述模拟前端单元包括恒流源模块、耦合方式选择模块、衰减器模块和增益网络及其配置模块；
所述恒流源模块用于为采集到的模拟信号提供供电；
所述耦合方式选择模块用于采集到的模拟信号的耦合方式选择电路；
所述衰减器模块用于对采集到的模拟信号进行缩小；
所述增益网络及其配置模块用于对采集到的模拟信号进行放大。


3.根据权利要求2所述的高精度采集电路，其特征在于，所述衰减器模块调整的信号范围为，将0V～+/-40V的模拟电压信号调理成0～+/-10V。

【专利技术属性】
技术研发人员：邢优胜，
申请(专利权)人：恒信大友北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11