一种机车通用模拟量采集板卡制造技术

本发明专利技术提供一种机车通用模拟量采集板卡，涉及模拟量采集技术领域，包括：

【技术实现步骤摘要】
一种机车通用模拟量采集板卡


[0001]本专利技术涉及模拟量采集
，具体而言，尤其涉及一种机车通用模拟量采集板卡
。

技术介绍

[0002]随着轨道交通的快速发展，各种车型的轨道机车越来越多，为了适应各个平台的车型需求，一种通用产品的设计至关重要
。
机车牵引控制单元是机车动力系统的重要组成部分，其中使用的模拟量采集板卡，用于连接模拟信号和速度传感器信号
。
[0003]虽然机车种类较多，但是其使用的传感器种类都基本类似，因此板卡可以对其进行信号分类采集；如果机车需要增加传感器，牵引控制单元只需要增加该通用模拟量采集板卡即可，避免重新设计，节约设计时间
[0004]常见的机车模拟量采集板卡为图1所示
。
由前面板显示模板接入信号，经背板输出，中间采集电路根据项目实际需要进行设计，通用性较差，且缺少智能化配置
。
现有的模拟量采集板卡根据机车车型的变化，经常需要重新设计，因此为了板卡在各机车车型间的通用性和替换性，因此有必要设计一款机车通用模拟量采集板卡
。

技术实现思路

[0005]根据上述提出现有机车模拟量采集板卡不能通用的技术问题，而提供一种机车通用模拟量采集板卡
。
[0006]本专利技术采用的技术手段如下：
[0007]一种机车通用模拟量采集板卡，包括：
[0008]ADC
模块，所述
ADC
模块用于采集模拟信号，将模拟信号转化为数字信号，并将高实时性快速模拟量信号送到
FPGA
处理器，低实时性慢速模拟量信号送到
ARM
处理器；所述
ADC
模块包括若干个高实时性快速模拟量信号通道和若干个低实时性慢速模拟量信号通道；
[0009]前面板显示模板，所述前面板显示模板上设置有用以实时显示模拟量板卡运行状态的状态
LED
灯；
[0010]速度传感器连接单元，所述速度传感器连接单元为单独模块，前面板显示模板接入速度信号后，通过速度传感器连接单元送至后级板卡；所述速度传感器连接单元包括若干个用以采集正交类型的速度信号或者单路速度信号连接通道；
[0011]ARM
处理器，所述
ARM
处理器用于读取低实时性慢速模拟量信号
、
板卡温度信息
、
存储板卡硬件版本信息
、
软件版本信息，板卡位置信息
、ADC
转换芯片版本至芯片内部的闪存中，并与前面板显示模板
LED
灯组连接，实时显示板卡运行状态；
[0012]FPGA
处理器，所述
FPGA
处理器用于直接读取高实时性快速模拟量信号，进行数字滤波处理，并通过
SPI
总线读取
ARM
处理器读取的实时数据和固定数据信息，并将所有数据整合，通过
LVDS
总线发送至后级板卡
。
[0013]进一步地，所述高实时性快速模拟量信号通道的数量为
12
，
12
个高实时性快速模
拟量信号通道包括三组电路：2路快速串行电流或电压输入电路
、8
路快速电流或电压输入电路和2路快速电压输入电路
。
[0014]进一步地，所述三组电路上分别设置有用以调整电路用途的电阻器
。
[0015]进一步地，所述若干个低实时性慢速模拟量信号通道的数量为
12
，
12
个低实时性慢速模拟量信号通道包括两组电路：6路
PT100
测量电路
、6
路4～
20mA
采样电路
。
[0016]进一步地，所述
ADC
模块与模拟量采集板卡的其他部分电路隔离
。
[0017]进一步地，所述连接通道的数量为3，每个连接通道包括2条信号线和2条电源线
。
[0018]进一步地，三条连接通道彼此隔离
。
[0019]进一步地，所述
ARM
处理器通过
SPI
总线评估模拟量板卡位置
。
[0020]进一步地，所述除速度信号外的所有数据包括
12
个高实时性快速模拟量采集值
、12
个低实时性慢速模拟量采集值
、
板卡的温度和特定
SGN
单元的配置，除快速模拟通道外
。
[0021]进一步地，所述
ARM
处理器与
FPGA
处理器之间通过
SPI
串行总线进行通信
。
[0022]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0023]1、
本专利技术提供的采集板卡架构，通过将板卡配置信息存储于
ARM
芯片闪存中，使用时通过
FPGA
处理器将板卡配置信息及采集的模拟量送至后级处理器使用，实现了采集板卡高度可配置功能
。
[0024]2、
本专利技术提供的采集板卡架构，仅通过两路总线与后级板卡连接进行数据交互，实现采集板卡灵活插入机箱任意位置均能进行数据采集及传输的功能
。
[0025]3、
本文提供的采集板卡架构，通过
ARM
采集非实时低速模拟量
、FPGA
采集实时高速模拟量，并通过总线传输，实现多路快速及低速模拟量的采集及发送
。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0027]图1为现有技术中的机车牵引控制单元模拟量采集板卡的结构示意图
。
[0028]图2为本专利技术机车通用信号采集板卡的结构示意图
。
[0029]图3为本专利技术机车通用信号采集板卡的快速模拟量采集的结构示意图
。
[0030]图4为本专利技术机车通用信号采集板卡的慢速模拟量采集的结构示意图
。
具体实施方式
[0031]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合
。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术
。
[0032]为使本专利技术实施例的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种机车通用模拟量采集板卡，其特征在于，包括：
ADC
模块，所述
ADC
模块用于采集模拟信号，将模拟信号转化为数字信号，并将高实时性快速模拟量信号送到
FPGA
处理器，低实时性慢速模拟量信号送到
ARM
处理器；所述
ADC
模块包括若干个高实时性快速模拟量信号通道和若干个低实时性慢速模拟量信号通道；前面板显示模板，所述前面板显示模板上设置有用以实时显示模拟量板卡运行状态的状态
LED
灯；速度传感器连接单元，所述速度传感器连接单元为单独模块，前面板显示模板接入速度信号后，通过速度传感器连接单元送至后级板卡；所述速度传感器连接单元包括若干个用以采集正交类型的速度信号或者单路速度信号连接通道；
ARM
处理器，所述
ARM
处理器用于读取低实时性慢速模拟量信号
、
板卡温度信息
、
存储板卡硬件版本信息
、
软件版本信息，板卡位置信息
、ADC
转换芯片版本至芯片内部的闪存中，并与前面板显示模板
LED
灯组连接，实时显示板卡运行状态；
FPGA
处理器，所述
FPGA
处理器用于直接读取高实时性快速模拟量信号，进行数字滤波处理，并通过
SPI
总线读取
ARM
处理器读取的实时数据和固定数据信息，并将所有数据整合，通过
LVDS
总线发送至后级板卡
。2.
根据权利要求1所述的机车通用模拟量采集板卡，其特征在于，所述高实时性快速模拟量信号通道的数量为
12
，
12
个高实时性快速模拟量信号通道包括三组电路：2路快速串行电流或电压输入电路
、8<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王闯，陈铁年，汪盼盼，王延超，刘佳伟，
申请(专利权)人：中车大连电力牵引研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：