遥测扩容方法及板间同步采集电路技术

本发明专利技术属于时钟同步技术领域，涉及遥测扩容方法及板间同步采集电路，该板间同步采集电路包括：第一电路板与至少一组第二电路板；第一电路板包括第一模数转换电路、控制器芯片、时钟芯片与第一时钟缓冲器；第二电路板包括第二模数转换电路与第二时钟缓冲器；控制器芯片的第一串行通信接口工作在主模式对第一模数转换电路的寄存器进行配置和数据读取操作，对第二模数转换电路的寄存器进行配置操作，控制器芯片的第二串行通信接口工作在从模式对第二模数转换电路进行数据读取操作。本发明专利技术实现遥测扩容与扩容后电路板之间时钟反馈路径同步，避免因传输路径出现信号时延导致SP I总线的时钟信号与数据输入信号不同步导致数据读取出错的问题。取出错的问题。取出错的问题。

【技术实现步骤摘要】
遥测扩容方法及板间同步采集电路


[0001]本专利技术涉及时钟同步
，具体而言，涉及遥测扩容方法及板间同步采集电路。

技术介绍

[0002]在铁路电力供电监控领域，需要监测的负荷回路对象越来越多，当一台铁路电力RTU(RemoteTerminalUnit，铁路电力远动终端单元，简称铁路电力RTU)的遥测容量无法满足现场工程应用需求时，一般是通过增加铁路电力RTU的数量来实现遥测的扩容。该方案的优点是无需重新开发硬件装置，但是该解决方案存在：硬件成本过高、配置不灵活、占用空间大、以及无法做到遥测同步采样等问题；另外，对既有铁路电力RTU进行升级改造，对遥测进行扩容，需要对既有产品进行软硬件升级改造，工期较长。
[0003]此外，通过加高机箱高度，在既有电路板上叠加一张遥测采集电路板来实现扩容。既有电路板上的MCU通过SPI串行通信接口管理遥测采集电路板上的ADC芯片，对其进行寄存器配置及数据读取。该方法的遥测采集电路板与既有电路板共用一个MCU，虽然节省了1个控制器芯片的硬件成本，但是由于两个电路板上的ADC芯片分别由MCU的两个SPI串行通信接口进行管理，所以两个电路板上的ADC芯片仍然无法实现同步采样，同时，两个电路板之间的SPI串行通信接口信号由于采用电缆进行单端信号传输，传输速率和通信可靠性也受影响。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术利用时钟反馈路径同步，提供遥测扩容方法及板间同步采集电路，实现一张带MCU的遥测电路板管理一张不带MCU的遥测电路板的遥测扩容方法及板间同步采集电路。
[0005]第一方面，本专利技术提供了板间同步采集电路，包括第一电路板与至少一组第二电路板；
[0006]所述第一电路板包括第一模数转换电路、控制器芯片、时钟芯片与第一时钟缓冲器；
[0007]所述时钟芯片通过所述第一时钟缓冲器与所述第一模数转换电路电信号连接；所述第一模数转换电路与所述控制器芯片电信号连接；
[0008]所述第二电路板包括第二模数转换电路与第二时钟缓冲器；
[0009]所述第二模数转换电路与所述第二时钟缓冲器电信号连接；
[0010]所述时钟芯片与所述第二时钟缓冲器电信号连接；
[0011]所述第一模数转换电路与所述第二模数转换电路电信号连接；所述第二模数转换电路的输出端与所述控制器芯片的输入端电信号连接；
[0012]所述第一模数转换电路的启动转换端、所述控制器芯片的启动转换端、所述第二模数转换电路的启动转换端电信号连接；
[0013]所述控制器芯片的第一串行通信接口工作在主模式下，用于对所述第一电路板上的所述第一模数转换电路的寄存器进行配置和数据读取操作；
[0014]所述控制器芯片的第一串行通信接口工作在主模式下，用于对所述第二电路板上的所述第二模数转换电路的寄存器进行配置操作；
[0015]所述控制器芯片的第二串行通信接口工作在从模式下，用于对所述第二电路板上的所述第二模数转换电路进行数据读取操作；
[0016]所述控制器芯片的第一串行通信接口产生读取操作的第一SCK时钟信号；该所述第一SCK时钟信号经过所述第二模数转换电路回环到所述控制器芯片，并发送至所述控制器芯片的第二串行通信接口。
[0017]第二方面，本专利技术提供遥测扩容方法，应用于第一电路板与至少一组第二电路板之间数据同步采集，包括：
[0018]所述第一电路板设置第一模数转换电路、控制器芯片、时钟芯片与第一时钟缓冲器；所述第二电路板设置第二模数转换电路与第二时钟缓冲器；
[0019]所述第一模数转换电路与所述第二模数转换电路共用一个同步参考时钟源，即所述时钟芯片通过第一时钟缓冲器与所述第一模数转换电路电信号连接；所述时钟芯片通过第二时钟缓冲器与所述第二模数转换电路电信号连接；
[0020]所述第一模数转换电路与所述第二模数转换电路共用一个启动转换控制信号；
[0021]所述控制器芯片的第一串行通信接口工作在主模式下，用于对所述第一电路板上的所述第一模数转换电路的寄存器进行配置和数据读取操作；
[0022]所述控制器芯片的第一串行通信接口工作在主模式下，用于对所述第二电路板上的所述第二模数转换电路的寄存器进行配置操作；
[0023]所述控制器芯片的第二串行通信接口工作在从模式下，用于对所述第二电路板上的所述第二模数转换电路进行数据读取操作；
[0024]所述控制器芯片读取所述第二电路板采集的数据时，所述控制器芯片的第一串行通信接口产生读取操作的第一SCK时钟信号；该所述第一SCK时钟信号经过所述第二模数转换电路回环到所述控制器芯片，并发送至所述控制器芯片的第二串行通信接口。
[0025]本专利技术的有益效果是：本专利技术实现了遥测扩容与扩容后电路板之间时钟反馈路径同步，避免了因传输路径出现信号时延导致SPI总线的时钟信号与数据输入信号不同步导致数据读取出错的问题。
[0026]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0027]进一步，所述第一电路板上设置有逻辑门单元；所述第一模数转换电路完成一次采样和转换后，产生第一数据就绪信号；所述第二模数转换电路完成一次采样和转换后，产生第二数据就绪信号；所述第一模数转换电路的数据就绪信号输出端与所述第二模数转换电路的数据就绪信号输出端通过所述逻辑门单元与所述控制器芯片的输入端电信号连接；
[0028]进一步，所述第一电路板上设置有第一LVDS芯片、第二LVDS芯片与第三LVDS芯片；所述第二电路板上设置有第四LVDS芯片、第五LVDS芯片与第六LVDS芯片；
[0029]所述第一模数转换电路的SPI端与所述控制器芯片的第一SPI端、所述第一LVDS芯片电信号连接；
[0030]所述第二模数转换电路的SPI端与所述第四LVDS芯片电信号连接；
[0031]所述第一LVDS芯片与所述第四LVDS芯片电信号连接；
[0032]所述第一模数转换电路的第二SPI端与所述第二LVDS芯片电信号连接；所述第二模数转换电路的SDO端通过所述第五LVDS芯片与所述第二LVDS芯片电信号连接；
[0033]所述时钟芯片通过所述第三LVDS芯片与所述第六LVDS芯片电信号连接；所述第六LVDS芯片与所述时钟缓冲器电信号连接。
[0034]进一步，所述第一电路板还包括第一PT/CT互感器与第一信号调理电路；所述第一PT/CT互感器通过所述第一信号调理电路与所述第一模数转换电路电信号连接。
[0035]进一步，所述第二电路板还包括第二PT/CT互感器与第二信号调理电路；所述第二PT/CT互感器通过所述第二信号调理电路与所述第二模数转换电路电信号连接。
[0036]进一步，所述逻辑门单元为或门单元。
[0037]进一步，所述控制器芯片为MCU芯片。
[0038]进一步，所述第一模数转换电路包括至少一个第一模数转换器；所述第二模数转换电路包括至少一个第二模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.板间同步采集电路，其特征在于，包括第一电路板与至少一组第二电路板；所述第一电路板包括第一模数转换电路、控制器芯片、时钟芯片与第一时钟缓冲器；所述时钟芯片通过所述第一时钟缓冲器与所述第一模数转换电路电信号连接；所述第一模数转换电路与所述控制器芯片电信号连接；所述第二电路板包括第二模数转换电路与第二时钟缓冲器；所述第二模数转换电路与所述第二时钟缓冲器电信号连接；所述时钟芯片与所述第二时钟缓冲器电信号连接；所述第一模数转换电路与所述第二模数转换电路电信号连接；所述第二模数转换电路的输出端与所述控制器芯片的输入端电信号连接；所述第一模数转换电路的启动转换端、所述控制器芯片的启动转换端、所述第二模数转换电路的启动转换端电信号连接；所述控制器芯片的第一串行通信接口工作在主模式下，用于对所述第一电路板上的所述第一模数转换电路的寄存器进行配置和数据读取操作；所述控制器芯片的第一串行通信接口工作在主模式下，用于对所述第二电路板上的所述第二模数转换电路的寄存器进行配置操作；所述控制器芯片的第二串行通信接口工作在从模式下，用于对所述第二电路板上的所述第二模数转换电路进行数据读取操作；所述控制器芯片的第一串行通信接口产生读取操作的第一SCK时钟信号；该所述第一SCK时钟信号经过所述第二模数转换电路回环到所述控制器芯片，并发送至所述控制器芯片的第二串行通信接口。2.根据权利要求1所述板间同步采集电路，其特征在于，所述第一电路板上设置有逻辑门单元；所述第一模数转换电路完成一次采样和转换后，产生第一数据就绪信号；所述第二模数转换电路完成一次采样和转换后，产生第二数据就绪信号；所述第一模数转换电路的数据就绪信号输出端与所述第二模数转换电路的数据就绪信号输出端通过所述逻辑门单元与所述控制器芯片的输入端电信号连接。3.根据权利要求1所述板间同步采集电路，其特征在于，所述第一电路板上设置有第一LVDS芯片、第二LVDS芯片与第三LVDS芯片；所述第二电路板上设置有第四LVDS芯片、第五LVDS芯片与第六LVDS芯片；所述第一模数转换电路的SPI端与所述控制器芯片的第一SPI端、所述第一LVDS芯片电信号连接；所述第二模数转换电路的SPI端与所述第四LVDS芯片电信号连接；所述第一LVDS芯片与所述第四LVDS芯片电信号连接；所述第一模数转换电路的第二SPI端与所述第二LVDS芯片电信号连接；所述第二模数转换电路的SDO端通过所述第五LVDS芯片与所述第二LVDS芯片电信号连接；所述时钟芯片通过所述第三LVDS芯片与所述第六LVDS芯片电信号连接；所述第六LVDS芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓如彬，张勤，张高洪，陈瑞森，尹伟，邓发均，
申请(专利权)人：成都交大光芒科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：