一种多通道高速信号采集系统技术方案

本实用新型专利技术涉及高速信号采集领域，具体地说，涉及一种多通道高速信号采集系统；包括电源模块、FPGA模块和用于采集2N路外部输入信号的高速采集FMC子卡模块；在不改变现有硬件条件下，通过设置包括一个校准源、一个功分器和2N个单刀双掷开关的相位校准模块与高速采集模块连接，当进行相位校准时，通过相位校准模块与校准源连接输入多路校准信号，根据多路校准信号的过零点位置计算并保存多路所述校准信号相对于第一校准信号的相位差；当进行外部输入信号采集时，根据相位差延时多路所述外部输入信号，实现多路外部输入信号的同步校准和同步采集。同步采集。同步采集。

【技术实现步骤摘要】
一种多通道高速信号采集系统


[0001]本技术涉及高速信号采集领域，具体地说，涉及一种多通道高速信号采集系统。

技术介绍

[0002]在高速信号采集领域，为了进行多通道信号分析，往往利用现有硬件进行扩展，实现多通道信号进行同步采集。然而，有些硬件设计之初并未进行信号同步性设计。在使用这类硬件扩展多个信号采集通道时，会面临信号同步的问题。重新设计硬件固然是一种方法，但这样会带来研发、调试周期变长，人力和物料投入增加的风险。故为了解决这类问题，亟需一种辅助的同步校准技术，在不改变原有硬件的前提下，经过额外的校准电路和逻辑处理技术，实现信号的同步采集。

技术实现思路

[0003]本技术针对上述进行多通道同步采集时，重新设计硬件来实现信号采集的同步存在研发、调试周期的变长、人力和物料投入增加的问题，提出一种多通道高速信号采集系统，通过设置包括一个校准源、一个功分器和2N个单刀双掷开关的相位校准模块与高速采集模块连接，当进行相位校准时，通过相位校准模块与校准源连接输入多路校准信号，根据多路校准信号的过零点位置计算并保存多路所述校准信号相对于第一校准信号的相位差；当进行外部输入信号采集时，根据相位差延时多路所述外部输入信号，实现多路外部输入信号的同步校准和同步采集。
[0004]本技术具体实现内容如下：
[0005]一种多通道高速信号采集系统，包括电源模块、FPGA模块和用于采集2N路外部输入信号的高速采集FMC子卡模块；所述多通道高速信号采集系统还包括相位校准模块；
[0006]所述相位校准模块包括一个校准源、一个功分器和2N个单刀双掷开关，且电源模块与校准源连接进行供电；其中，N为正整数；
[0007]同一个校准源通过一个功分器分别与2N个单刀双掷开关的第一输入端连接，作为校准源支路；2N路外部输入信号分别与2N个单刀双掷开关的第二输入端一一对应连接，作为外部输入支路；2N个单刀双掷开关的输出端通过所述高速采集FMC子卡模块与所述FPGA模块连接，将2N路输出信号发送至所述FPGA模块；
[0008]进行相位校准时，2N个单刀双掷开关均接通第一输入端以连接所述校准源支路，输出同步的2N路校准信号；此时所述高速采集FMC子卡模块将获取的2N路校准信号转换后发送至所述FPGA模块，由所述FPGA模块计算并记录转换后2N路校准信号对应的相位差；
[0009]正常采集外部输入信号时，2N个单刀双掷开关均接通第二输入端以连接外部输入支路，输出2N路外部输入信号；此时高速采集FMC子卡模块将获取的2N路外部输入信号转换为采样信号并发送至所述FPGA模块，由所述FPGA模块根据相位校准时获取的相位差对2N路采样信号进行相位同步，以便于进行后续处理。
[0010]为了更好地实现本技术，进一步地，所述高速采集FMC子卡模块的数量为N，每个高速采集FMC子卡模块具备2个信号通道。
[0011]为了更好地实现本技术，进一步地，所述N为2，即：
[0012]所述高速采集FMC子卡模块的数量为2个，分别记为第一高速采集FMC子卡模块、第二高速采集FMC子卡模块；2个高速采集FMC子卡模块对应的信号通道共4个；
[0013]所述单刀双掷开关的数量为4个，分别记为第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、第三单刀双掷开关、第四单刀双掷开关；
[0014]所述第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关同时与所述第一高速采集FMC子卡模块的输入端连接，所述第三单刀双掷开关、第四单刀双掷开关同时与所述第二高速采集FMC子卡模块的输入端连接，且所述第一高速采集FMC子卡模块、所述第二高速采集FMC子卡模块与所述FPGA模块连接。
[0015]为了更好地实现本技术，进一步地，所述高速采集FMC子卡模块包括ADC模块。
[0016]为了更好地实现本技术，进一步地，所述ADC模块为AD9689芯片。
[0017]为了更好地实现本技术，进一步地，所述校准源为10M时钟源。
[0018]为了更好地实现本技术，进一步地，所述校准源输出方波信号。
[0019]为了更好地实现本技术，进一步地，所述单刀双掷开关和所述电源模块采用程控方式。
[0020]本技术具有以下有益效果：
[0021]（1）本技术在不改变现有硬件的条件下，增加一个低成本的相位校准模块，无需额外的示波器、移相器等硬件，直接利用高速采集FMC子卡模块采集校准信号，并利用高速采集硬件的FPGA模块通过校准信号的过零点，计算各通道的相对相位差。在不改变现有高速采集模块硬件的前提下，实现了相位同步校准。
[0022]（2）本技术根据相位校准结果对外部采集信号进行延时或超前操作，从而实现相位校准，无需额外的硬件延时单元。
[0023]（3）本技术设置的相位校准模块支持程控，相位校准过程可自动进行，成本低，相位校准方案简单快捷，具有很好的实用价值。
附图说明
[0024]图1为本技术实施例提供的多通道高速信号采集系统的整体结构示意图；
[0025]图2为本技术实施例提供的相位校准模块结构示意图；
[0026]图3为本技术实施例提供的多通道校准信号过零点示意图；
[0027]图4为本技术实施例提供的相位校准工作流程示意图；
[0028]图5为本技术实施例提供的正常信号采集工作流程示意图。
具体实施方式
[0029]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，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，应当理解，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本技术中的实施例，本领域普通技术工作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。
[0030]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0031]实施例1：
[0032]本技术提出一种多通道高速信号采集系统，包括电源模块、FPGA模块和用于采集2N路外部输入信号的高速采集FMC子卡模块；所述多通道高速信号采集系统还包括相位校准模块；
[0033]所述相位校准模块包括一个校准源、一个功分器和2N个单刀双掷开关，且电源模块与校准源连接进行供电；其中，N为正整数；
[0034]同一个校准源通过一个功分器分别与2N个单刀双掷开关的第一输入端连接，作为校准源支路；2N路外部输入信号分别与2N个单刀双掷开关的第二输入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道高速信号采集系统，包括电源模块、FPGA模块和用于采集2N路外部输入信号的高速采集FMC子卡模块；其特征在于，所述多通道高速信号采集系统还包括相位校准模块；所述相位校准模块包括一个校准源、一个功分器和2N个单刀双掷开关，且电源模块与校准源连接进行供电；其中，N为正整数；同一个校准源通过一个功分器分别与2N个单刀双掷开关的第一输入端连接，作为校准源支路；2N路外部输入信号分别与2N个单刀双掷开关的第二输入端一一对应连接，作为外部输入支路；2N个单刀双掷开关的输出端通过所述高速采集FMC子卡模块与所述FPGA模块连接，将2N路输出信号发送至所述FPGA模块；进行相位校准时，2N个单刀双掷开关均接通第一输入端以连接所述校准源支路，输出同步的2N路校准信号；此时所述高速采集FMC子卡模块将获取的2N路校准信号转换后发送至所述FPGA模块，由所述FPGA模块计算并记录转换后2N路校准信号对应的相位差；正常采集外部输入信号时，2N个单刀双掷开关均接通第二输入端以连接外部输入支路，输出2N路外部输入信号；此时高速采集FMC子卡模块将获取的2N路外部输入信号转换为采样信号并发送至所述FPGA模块，由所述FPGA模块根据相位校准时获取的相位差对2N路采样信号进行相位同步，以便于进行后续处理。2.如权利要求1所述的一种多通道高速信号采集系统，其特征在于，所述高速采集FMC子卡模块的数量为N，每个高速采集FMC子卡模块具备2个信号通道。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，黄明，冯杰，唐承苗，
申请(专利权)人：成都能通科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：