本實用新型涉及計算機技術領域，特別涉及一種多通道高精度同步數(shù)據(jù)采集裝置。

背景技術：

隨著科技和工程應用的不斷發(fā)展，現(xiàn)代信號系統(tǒng)的復雜度越來越大，對于采集系統(tǒng)的采樣速率的要求越來越高。但在現(xiàn)有器件的條件下，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集裝置采用時同步并行采樣技術(即多通道同步采集技術)實現(xiàn)更高采樣率的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。于是，時間多通道同步采集技術在構架高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中得到了廣泛應用，且產(chǎn)生了一些實用的應用技術，如采樣孔徑誤差、信號增益誤差和偏移誤差等校正等。這些技術的實現(xiàn)都是以采樣數(shù)據(jù)為基礎的數(shù)字后處理技術，都必需預先確切地知道高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi)各ADC之間的采樣數(shù)據(jù)的組合順序。

然而，這種現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集裝置不能實現(xiàn)多通道慣性傳感器信號同步采集，還具有功耗高、穩(wěn)定性不好、采集精度低等缺點。

如中國專利公開號為CN 102592331A，該發(fā)明公開了一種車輛慣性運動數(shù)據(jù)采集器，本發(fā)明能夠將加速度傳感器和角速度傳感器進行一體化集成安裝，然而，這種慣性運動數(shù)據(jù)采集器，不能實現(xiàn)多通道慣性傳感器信號同步采集，且穩(wěn)定性差。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的旨在至少解決所述技術缺陷之一。

為此，本實用新型的一個目的在于提出一種穩(wěn)定性好的多通道高精度同步數(shù)據(jù)采集裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型供一種多通道高精度同步數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，包括浮點處理器、模數(shù)轉換器、電源電路、邏輯控制電路、存儲器電路、多個儀表放大器；

所述浮點處理器通過接口模塊連接模數(shù)轉換器，所述浮點處理器的電源端連接電源電路，其控制輸出端連接邏輯控制電路，其輸入/輸出端連接存儲器電路，所述模數(shù)轉換器的輸入端連接多個儀表放大器，所述邏輯控制電路與存儲器電路連接。

進一步的，所述浮點處理器選用TMS320C6748型號的浮點DSP芯片。

進一步的，所述模數(shù)轉換器選用ADS1278型號的模數(shù)轉換器。

進一步的，所述模數(shù)轉換器內(nèi)部包括模擬接口電路，所述模擬接口電路分別與每個儀表放大器連接。

進一步的，所述模數(shù)轉換器的輸出端與信號濾波器連接。

進一步的，所述模數(shù)轉換器內(nèi)部還包括數(shù)字接口電路，所述模數(shù)轉換器通過數(shù)字接口電路與浮點處理器連接。

進一步的，還包括時鐘電路，所述時鐘電路的輸入端與浮點處理器連接。

進一步的，還包括復位電路，所述復位電路包括自動復位電路和手動復位電路，所述自動復位電路和手動復位電路的輸出端都與浮點處理器的復位端連接。

進一步的，所述浮點處理器通過接口模塊還包括USB接口、網(wǎng)口、SATA接口。

本實用新型的多通道高精度同步數(shù)據(jù)采集裝置，具有以下有益效果：

1、本實用新型采用模數(shù)轉換器的設計，模數(shù)轉換器都可以通過數(shù)字接口電路與浮點處理器進行通信，通過模擬接口電路與傳感器進行通信，進而可以實現(xiàn)多通道數(shù)據(jù)同步采集。

2、本實用新型在功耗方面，采用了低功耗設計，選用了低功耗貼片封裝的元器件，以延長電池的使用時間，減小平臺的體積和重量。

3、本實用新型采用多個單獨接口模塊的設計，大大提高數(shù)據(jù)通信時的抗干擾能力，進而提高系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性、可靠性。

4、本實用新型采用模塊化的設計，使得系統(tǒng)整體體積小，簡化了結構，便于系統(tǒng)集成，使操作更加便利和方便，便于后期維護。

本實用新型附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

附圖說明

本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本實用新型的結構框圖；

圖2為本實用新型的電源電路中+12V電源轉換為+5V的電路原理圖；

圖3為本實用新型的電源電路中產(chǎn)生3.3V電壓的電路原理圖；

圖4為本實用新型的USB接口的電路原理圖；

圖5為本實用新型的模擬信號輸入的電路原理圖；

圖6為本實用新型的SATA接口的電路原理圖。

具體實施方式

下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。

如圖1所示，本實用新型提供一種多通道高精度同步數(shù)據(jù)采集裝置，包括：浮點處理器1、模數(shù)轉換器2、電源電路7、邏輯控制電路3、存儲器電路4、多個儀表放大器。

浮點處理器1通過接口模塊11連接模數(shù)轉換器2，浮點處理器1的電源端連接電源電路7，其控制輸出端連接邏輯控制電路3，其輸入/輸出端連接存儲器電路4，模數(shù)轉換器2的輸入端連接多個儀表放大器，邏輯控制電路3與存儲器電路4連接。

其中，多個儀表放大器可以接不同的傳感器，實現(xiàn)不同的采集功能，例如應用于高精度的捷聯(lián)慣性組合導航系統(tǒng)中時，可以接3路高精度光纖陀螺，3通道高精度加速度計和2路溫度傳感器，對捷聯(lián)慣性組合導航系統(tǒng)的角速率和角偏差、加速度、溫度進行采集。

在運算量方面，浮點處理器1采用了高性能浮點DSP芯片的TMS320C6748型號,處理速度為456MIPS，可快速實現(xiàn)適用于數(shù)字信號處理的復雜算法。

其中，電源電路采用LT3680芯片把外部+12V的電壓降到5V；利用兩片TPS54318芯片將+5V電源轉換為+3.3V和+1.6V輸出(其中，圖2為1片TPS54318芯片將+5V電源轉換為+3.3V的電路原理圖)分別給模數(shù)轉換器2內(nèi)的模擬接口電路和DSP浮點處理器供電。

此外，模數(shù)轉換器2選用ADS1278型號的模數(shù)轉換器，ADS1278是8通道24位Sigma-Delta工業(yè)模數(shù)轉換器,采用64引腳HTQFP封裝。它由8個高性能的6階斬波穩(wěn)定調(diào)制器和后接低紋波、線性相位的有限沖積響應(FIR)數(shù)字濾波器組成,具有優(yōu)良的AC和DC特性；支持8通道數(shù)據(jù)同步采樣，最高采樣率可達128Ks/s,可滿足要求嚴格的多通道信號采集應用。

圖5為模擬信號輸入的電路原理圖。

模數(shù)轉換器(ADS1278)有兩個接口：數(shù)字接口、模擬接口。

下面對控制接口電路進行具體描述：

模數(shù)轉換器(ADS1278)內(nèi)部包括數(shù)字接口電路，控制接口電路通過型號為PCA9535的I/O擴展器與浮點處理器(TMS320C6748)連接。采用I/O擴展器可以擴展了主控TMS320C6748(TMS320C6748)的GPIO數(shù)量，增強應用的功能集,并執(zhí)行維護任務,從而能夠將TMS320C6748中有限的GPIO用于更重要的功能。

其中，模數(shù)轉換器(ADS1278)可通過設置相應的輸入/輸出引腳選擇工作模式,無需寄存器編程。通過TEST[1:0]引腳可以進入測試模式,來測定ADS1278的數(shù)字I/O導通性；通過FORMAT[2:0]引腳選擇接口協(xié)議、輸出格式和數(shù)據(jù)位置,其數(shù)據(jù)輸出可選幀同步或SPI串行接口,便于連接至浮點處理器(TMS320C6748)；通過對SNYC引腳的控制來保證ADS1278內(nèi)部的8個轉換器處于同步狀態(tài)；可以通過PWDN[8:1]輸入引腳關閉一個或多個模擬信號輸入通道,從而進入了省電模式,當所有通道都被關閉時,ADS1278就進入了低功耗狀態(tài)。根據(jù)需要通過MODE[1:0]選擇4種工作模式中的其中一個。

此外，浮點處理器1通過接口模塊11還包括USB接口、網(wǎng)口、SATA接口。

圖4為USB接口的電路原理圖。

圖6為SATA接口的電路原理圖。

本實用新型還包括時鐘電路5和復位電路6，時鐘電路5的輸入端與浮點處理器1連接。復位電路6包括自動復位電路和手動復位電路，自動復位電路和手動復位電路的輸出端都與浮點處理器1的復位端連接。

工作原理：采用模數(shù)轉換器通過數(shù)字接口電路與浮點處理器進行通信，通過模擬接口電路與慣性傳感器連接進行通信，進而可以實現(xiàn)多通道慣性傳感器信號輸入和多通道輸出。

本實用新型采用多個單獨接口模塊的設計，大大提高數(shù)據(jù)通信時的抗干擾能力，進而提高系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性、可靠性。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。本實用新型的范圍由所附權利要求極其等同限定。