一种示波记录系统及示波记录处理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种示波记录系统及示波记录处理方法，包括信号处理板、数据转接背板和多个信号采集板，所述数据转接背板上设置有一个处理板卡槽和多个采集板卡槽；所述信号处理板插接于处理板卡槽中，所述信号采集板插接于采集板卡槽中；所述数据转接背板中设置有信号总线模块，所述信号总线模块用于将处理板卡槽中的信号处理板与每一个采集板卡槽中的信号采集板连接；所述信号处理板还与工控机连接，接收所述工控机的指令并传输给每一个信号采集板，并将来自每一个信号采集板的数据传输给工控机。本发明专利技术采用单板双通道的采集板卡，减小了系统体积，并且在串行架构下实现指令的并行传输，有效减小了控制指令的收发时间。有效减小了控制指令的收发时间。有效减小了控制指令的收发时间。

【技术实现步骤摘要】
一种示波记录系统及示波记录处理方法


[0001]本专利技术涉及示波记录处理，特别是涉及一种示波记录系统及示波记录处理方法。

技术介绍

[0002]目前多通道的示波记录仪传输通道一般采用单板单通道结构，不仅极大的限制了采样对象的选择，而且也增大了仪器体积；并且传统的示波记录仪中各FPGA采用串行控制的方式，该方式虽然能够让控制逻辑更简单，但是在控制指令经过每个FPGA时，均会进行一次指令解析和重新打包，增加了控制指令的收发时间；而如果直接将硬件架构修改为并行架构，则需要增加额外的指令传输线，使得整体的架构复杂化。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种示波记录系统及示波记录处理方法，采用单板双通道的采集板卡，减小了系统体积，并且在串行架构下实现指令的并行传输，有效减小了控制指令的收发时间。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种示波记录系统，包括信号处理板、数据转接背板和多个信号采集板，所述数据转接背板上设置有一个处理板卡槽和多个采集板卡槽；所述信号处理板插接于处理板卡槽中，所述信号采集板插接于采集板卡槽中；所述数据转接背板中设置有信号总线模块，所述信号总线模块用于将处理板卡槽中的信号处理板与每一个采集板卡槽中的信号采集板连接；所述信号处理板还与工控机连接，接收所述工控机的指令并传输给每一个信号采集板，并将来自每一个信号采集板的数据传输给工控机；所述的信号采集板上集成有第二FPGA模块和两个信号采集通道；每一个所述信号采集通道均包括调理模块、ADC模块、第一FPGA模块和隔离芯片；所述调理模块用于接收外部输入信号，调理模块的输出端依次通过ADC模块与第一FPGA模块连接,所述第一FPGA模块还通过隔离芯片与所述第二FPGA模块连接，所述第二FPGA模块通过数据转接背板中设置的信号总线模块与信号处理板连接；所述信号处理板上集成有第三FPGA模块和第一通讯模块，所述第三FPGA模块通过数据转接背板中设置的信号总线模块分别与每一个信号采集板中的第二FPGA模块连接，所述第三FPGA模块还通过第一通讯模块与所述工控机连接；所述工控机包括工控处理器、存储模块、波形显示模块和第二通讯模块；所述第二通讯模块与信号处理板上的第一通讯模块连接，第二通讯模块还与工控处理器连接，所述工控处理器分别与存储模块和波形显示模块连接。
[0005]所述调理模块包括可调增益放大器、可调衰减器和滤波器，所述可调增益放大器的输入端接收外部输入信号，可调增益放大器的输出端与可调衰减器连接，可调衰减器的输出端与滤波器连接，滤波器的输出端与ADC模块连接；所述可调衰减器和可调增益放大器
的控制端均与同一个信号采集通道中的第一FPGA模块连接。
[0006]一种示波记录处理方法，包括以下步骤：S1.工控机在向示波记录系统发送控制指令之前，首先进行控制指令帧的设计，在每一个周期内，将控制指令帧划分为三个时隙，并为每一个时隙配置地址分区标记；所述地址分区标记用于指明执行该时隙的指令的目标，所述目标包括第一FPGA模块、第二FPGA模块和第三FPGA模块；S2.工控机按照控制指令帧的设计，将对第一FPGA模块、第二FPGA模块和第三FPGA模块的控制指令配置到控制指令帧中，并传输给信号处理板；S3.信号处理板中，第三FPGA模块将接收到的控制指令帧通过数据转接背板分别传输给各个信号采集板中的第二FPGA模块；S4.在每一个信号采集板中，第二FPGA模块将接收到的控制指令帧分别传输给该信号采集板中的每一个第一FPGA模块；S5.在每一个信号采集板中，第一FPGA模块和第二FPGA模块同时对控制指令帧进行解析，并根据控制指令帧中各个时隙的地址分区标记，从解析结果中筛选出自身的控制指令；S6.在每一个信号采集通道中，第一FPGA模块根据解析得到的控制指令，对该通道中的可调衰减器和可调增益放大器进行控制，以实现衰减或增益的调节，该信号采集通道输入的信号经过可调增益放大器、可调衰减器、滤波器、ADC模块传输给第一FPGA模块，并由第一FPGA模块传输给同一个信号采集板中第二FPGA模块；S7.在每一个信号采集板中，第二FPGA模块接收该信号采集板中两路信号采集通道输出的信号，并根据解析得到的控制指令，选择其中一路或者两路信号传输给信号处理板；S8.信号处理板中，第三FPGA模块用于根据工控机的配置指令，选择一个或多个信号采集板的信号进行接收，将接收到的数据传输给工控处理器，由工控处理器传输给存储模块进行保存，传输给波形显示模块进行显示。
[0007]本专利技术的有益效果是：本专利技术采用单板双通道的采集板卡，减小了系统体积，并且在串行架构下实现指令的并行传输，有效减小了控制指令的收发时间；同时，信号采集板中，在第一FPGA模块和第二FPGA模块之间加入了隔离芯片，有效实现了信号隔离，防止数字信号对信号采集板中模拟器件的影响。
附图说明
[0008]图1为本专利技术的系统原理示意图；图2为信号采集板上集成的电气原理框图；图3为数据转接背板的结构示意图。
具体实施方式
[0009]下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。
[0010]如图1所示，一种示波记录系统，包括信号处理板、数据转接背板和多个信号采集
板，所述数据转接背板上设置有一个处理板卡槽和多个采集板卡槽；所述信号处理板插接于处理板卡槽中，所述信号采集板插接于采集板卡槽中；所述数据转接背板中设置有信号总线模块，所述信号总线模块用于将处理板卡槽中的信号处理板与每一个采集板卡槽中的信号采集板连接；所述信号处理板还与工控机连接，接收所述工控机的指令并传输给每一个信号采集板，并将来自每一个信号采集板的数据传输给工控机；所述的信号采集板上集成有第二FPGA模块和两个信号采集通道；每一个所述信号采集通道均包括调理模块、ADC模块、第一FPGA模块和隔离芯片；所述调理模块用于接收外部输入信号，调理模块的输出端依次通过ADC模块与第一FPGA模块连接,所述第一FPGA模块还通过隔离芯片与所述第二FPGA模块连接，所述第二FPGA模块通过数据转接背板中设置的信号总线模块与信号处理板连接；所述信号处理板上集成有第三FPGA模块和第一通讯模块，所述第三FPGA模块通过数据转接背板中设置的信号总线模块分别与每一个信号采集板中的第二FPGA模块连接，所述第三FPGA模块还通过第一通讯模块与所述工控机连接；所述工控机包括工控处理器、存储模块、波形显示模块和第二通讯模块；所述第二通讯模块与信号处理板上的第一通讯模块连接，第二通讯模块还与工控处理器连接，所述工控处理器分别与存储模块和波形显示模块连接。
[0011]在本申请的实施例中，所述信号采集板和采集板卡槽数目相同且一一对应。所述信号总线包括数据总线和控制总线；所述信号总线用于将信号处理板与每一个信号采集板连通，以实现数据传输；所述控制总线用于将信号处理板与每一个信号采集板连通，以实现控制指令传输。
[0012]在本申请的实施例中，所述数据转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种示波记录系统，其特征在于：包括信号处理板、数据转接背板和多个信号采集板，所述数据转接背板上设置有一个处理板卡槽和多个采集板卡槽；所述信号处理板插接于处理板卡槽中，所述信号采集板插接于采集板卡槽中；所述数据转接背板中设置有信号总线模块，所述信号总线模块用于将处理板卡槽中的信号处理板与每一个采集板卡槽中的信号采集板连接；所述信号处理板还与工控机连接，接收所述工控机的指令并传输给每一个信号采集板，并将来自每一个信号采集板的数据传输给工控机；所述的信号采集板上集成有第二FPGA模块和两个信号采集通道；每一个所述信号采集通道均包括调理模块、ADC模块、第一FPGA模块和隔离芯片；所述调理模块用于接收外部输入信号，调理模块的输出端依次通过ADC模块与第一FPGA模块连接,所述第一FPGA模块还通过隔离芯片与所述第二FPGA模块连接，所述第二FPGA模块通过数据转接背板中设置的信号总线模块与信号处理板连接；所述信号处理板上集成有第三FPGA模块和第一通讯模块，所述第三FPGA模块通过数据转接背板中设置的信号总线模块分别与每一个信号采集板中的第二FPGA模块连接，所述第三FPGA模块还通过第一通讯模块与所述工控机连接；所述工控机包括工控处理器、存储模块、波形显示模块和第二通讯模块；所述第二通讯模块与信号处理板上的第一通讯模块连接，第二通讯模块还与工控处理器连接，所述工控处理器分别与存储模块和波形显示模块连接。2.根据权利要求1所述的一种示波记录系统，其特征在于：所述信号采集板和采集板卡槽数目相同且一一对应。3.根据权利要求1所述的一种示波记录系统，其特征在于：所述信号总线包括数据总线和控制总线；所述信号总线用于将信号处理板与每一个信号采集板连通，以实现数据传输；所述控制总线用于将信号处理板与每一个信号采集板连通，以实现控制指令传输。4.根据权利要求1所述的一种示波记录系统，其特征在于：所述数据转接背板还设置有电源卡槽和电源总线，所述电源卡槽用于插入独立电源板，所述电源总线用于将电源卡槽中的独立电源板，分别处理板卡槽中的信号处理板和每一个采集板卡槽中的信号采集板进行连接，以实现整个示波记录系统的供电。5.根据权利要求1所述的一种示波记录系统，其特征在于：所述调理模块包括可调增益放大器、可调衰减器和滤波器，所述可调增益放大器的输入端接收外部输入信号，可调增益放大器的输出端与可调衰减器连接，可调衰减器的输出端与滤波器连接，滤波器的输出端与ADC模块连接；所述可调衰减器和可调增益放大器的控制端均与同一个信号采集通道中的第一FPGA模块连接。6.根据权利要求5所述的一种示波记录系统，其特征在于：所述隔离芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雪梅，杨洪，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：