一种无主控分布式高速采集设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种无主控分布式高速采集设备及方法，属于空间微波遥感技术领域。该设备包括ADC高速采集模块、低频接插件、光模块。ADC高速采集模块用于对双通道待采数据进行采集及预处理，光模块用于对预处理得到的数据进行下传；低频接插件用于向ADC高速采集模块输入一路供电并传输配置信号，向光模块输入一路供电。本设备在满足高速采集的同时，大大缩小了设备外观尺寸，便于应用于各类电路中。便于应用于各类电路中。便于应用于各类电路中。

【技术实现步骤摘要】
一种无主控分布式高速采集设备及方法


[0001]本专利技术属于空间微波遥感
，特别涉及一种无主控分布式高速采集设备及方法。

技术介绍

[0002]海洋油气勘探、声呐探索、卫星发射、导航、导弹控制、潜艇定位、综合观测、实时通信等各种应用场景对信号采集都提出了高性能、低功耗、灵活度高甚至具有分布式形态的要求。
[0003]目前，分布式采集技术与主控芯片(CPU、FPGA等)相结合，由主控芯片配置ADC芯片，先对ADC芯片进行配置，主控芯片与ADC芯片的供电由配电部分提供，配置完成由ADC芯片将待采信号转换成高速采集数据由主控芯片发送给光模块转化为光信号传出，完成整个采集设备的数据采集功能。此种数据采集方式带来了较高的功耗。对于无主控的高速多通道同步采集的需求日益强烈，但仍没有很好的解决方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本专利技术提出了一种无主控分布式采集设备及方法，该设备包括ADC高速采集模块、低频接插件、光模块，实现对双通道高速数据采集和数据传输。
[0005]本专利技术的通过以下技术方案予以实现：
[0006]一种无主控分布式高速采集设备,包括ADC高速采集模块、低频接插件、光模块；
[0007]所述ADC高速采集模块用于对双通道待采数据进行采集及预处理，所述光模块用于对预处理得到的数据进行下传；所述低频接插件用于向ADC高速采集模块输入一路供电并传输配置信号，向光模块输入一路供电。
[0008]优选的，所述低频接插件外接中央控制与信号处理单元，中央控制与信号处理单元供电给低频接插件，并通过低频接插件将时钟、使能、数据三线制配置信号发送给ADC高速采集模块进行配置；光模块输出的数据通过光纤发送至中央控制与信号处理单元。
[0009]优选的，双通道待采信号接入ADC高速采集模块输入端口，ADC高速采集模块经过采样后将模拟信号转化为数字信号，通过配置信号对该模块中的DDC控制寄存器进行配置，实现对数字信号进行DDC预处理，将预处理完成的数据通过模块的输出管脚输出。
[0010]优选的，外部的频率源向ADC高速采集模块输入采样时钟信号，用于控制ADC高速采集模块对双通道高速数据采集，最高采样率大于1GSPS。
[0011]优选的，由中央控制与信号处理单元通过多个低频接插件向对应的ADC高速采集模块发送同步参考信号和同步控制信号，实现多个无主控分布式高速采集设备同步采集。
[0012]优选的，还包括线性稳压模块，用于对经低频接插件传输的供电信号进行稳压处理，产生ADC高速采集模块、光模块所需供电。
[0013]优选的，所述ADC高速采集模块的性能满足：
[0014]具有2个以上的采集通道，采样速率大于1Gbps，采样位数大于12bit；
[0015]模块封装后大小尺寸小于1cm*1cm，单通道采样功耗小于0.8w；
[0016]配置信号线不超过3根，数字信号输出支持高速串行接口协议。
[0017]优选的，所述光模块的性能需满足：
[0018]具有8个以上传输通道，单通道传输速率大于8Gbps；
[0019]通过单路供电，单路发射功耗小于0.3w；
[0020]能够直接进行数据转发下传。
[0021]优选的，根据采集速率或有效位数需求改变ADC高速采集模块的参数，根据数据输出速率不同改变光模块的参数，实现无主控分布式高速采集设备在不同应用场景的应用。
[0022]一种无主控分布式高速采集方法,包括：
[0023]通过低频接插件由外部中央控制与信号处理单元对ADC高速采集模块供电；
[0024]通过所述低频接插件将时钟、使能、数据三线制配置信号发送至ADC高速采集模块；
[0025]由外部提供采样时钟用于双通道高速数据采集，最高采样率大于1GSPS；
[0026]将ADC高速采集模块输出的高速采集数据输入光模块，光模块功率发射部分为单路小于0.3W；
[0027]光模块输出的数据通过光纤输出给中央控制与信号处理单元。
[0028]本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：
[0029]1)本专利技术的无主控分布式高速采集设备通过供电与控制信号的设计实现了无主控的设计，ADC芯片通过低频接插件由外部中央控制与信号处理单元供电，选用的ADC芯片最高采样率大于1GSPS，单通道功耗仅为800mW，采集后串行数据传输线速率达到16Gbps，通过光模块将数据输出至下级处理单元，光模块发射功耗小于2W，通过接插件输入的来自中央控制与信号处理单元的控制信号对ADC进行配置，配置内容包括芯片的采集与DDC预处理等功能，最终数据通过光纤进行下传。设备印制板尺寸仅为7cm*8cm，远远小于市面可见分布式采集设备。
[0030]2)本专利技术提出的无主控分布式高速采集设备具有很强的通用性，可以作为通用产品在各领域直接应用。同时，本专利技术提供的硬件选型与设计思路也可以应用于需求不同的场景，只需进行适应性更改即可。
附图说明
[0031]图1为现有技术中高速采集设备架构示意图；
[0032]图2为本专利技术实施例一种无主控分布式高速采集设备架构示意图。
具体实施方式
[0033]为了便于对本专利技术实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且实施例不构成对本专利技术实施例的限定。
[0034]本专利技术提出了一种无主控分布式高速采集设备,改变了现有高速采集设备中包含主控芯片的设计思路，实现了无主控分布式高速采集。现有的高速采集设备如图1所示，由主控芯片配置ADC芯片，并将采集数据缓存后传输至后级信号处理单元，由此带来了较高的
功耗。并且对于无主控的高速多通道同步采集的需求并没有很好的解决方案。
[0035]本专利技术提出的设备如图2所示，包括ADC高速采集模块、低频接插件、光模块、线性稳压模块，ADC高速采集模块用于双通道高速数据采集，通过低频接插件实现对光模块与的供电与配置信号的传输，通过光模块完成采集数据下传。
[0036]外部的中央控制与信号处理单元供电给低频接插件，通过低频接插件输出给线性稳压模块，由线性稳压模块处理后输出给ADC高速采集模块与光模块。同时中央控制与信号处理单元通过低频接插件将时钟、使能、数据三线制信号发送给ADC高速采集模块进行配置。由外部的频率源通过射频接口输入至变压器转为差分信号，作为ADC高速采集模块的采样时钟信号。
[0037]外部模拟待采信号通过高频接口单端输入，输入后通过变压器转为差分后输出差分模拟信号给ADC高速采集模块输入端口，ADC高速采集模块经过采样后将模拟信号转化为数字信号，对数字信号进行DDC预处理，将预处理完成的数据通过高速串行接口输出给光模块，之后由光模块将输入信号转为光信号后输出给中央控制与信号处理单元。
[0038]本设备应用于需要分布式采集的场景，对设备尺寸与功耗都有严格要求，其ADC芯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无主控分布式高速采集设备,其特征在于，包括ADC高速采集模块、低频接插件、光模块；所述ADC高速采集模块用于对双通道待采数据进行采集及预处理，所述光模块用于对预处理得到的数据进行下传；所述低频接插件用于向ADC高速采集模块输入一路供电并传输配置信号，向光模块输入一路供电。2.根据权利要求1所述的一种无主控分布式高速采集设备,其特征在于，所述低频接插件外接中央控制与信号处理单元，中央控制与信号处理单元供电给低频接插件，并通过低频接插件将时钟、使能、数据三线制配置信号发送给ADC高速采集模块进行配置；光模块输出的数据通过光纤发送至中央控制与信号处理单元。3.根据权利要求2所述的一种无主控分布式高速采集设备,其特征在于，双通道待采信号接入ADC高速采集模块输入端口，ADC高速采集模块经过采样后将模拟信号转化为数字信号，通过配置信号对该模块中的DDC控制寄存器进行配置，实现对数字信号进行DDC预处理，将预处理完成的数据通过模块的输出管脚输出。4.根据权利要求3所述的一种无主控分布式高速采集设备,其特征在于，外部的频率源向ADC高速采集模块输入采样时钟信号，用于控制ADC高速采集模块对双通道高速数据采集，最高采样率大于1GSPS。5.根据权利要求2所述的一种无主控分布式高速采集设备,其特征在于，由中央控制与信号处理单元通过多个低频接插件向对应的ADC高速采集模块发送同步参考信号和同步控制信号，实现多个无主控分布式高速采集设备同步采集。6.根据权利要求1所述的一种无主控...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宝华，马筱青，孙星，李彬，郑敏，党鹏举，钱涛，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：