專利名稱：多通道高速模數(shù)轉(zhuǎn)換并行處理卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及高速數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，具體涉及一種應用模擬信號到數(shù)字信號高速 轉(zhuǎn)換并行處理、總線可配置的數(shù)據(jù)處理卡。
背景技術(shù)：
在瞬態(tài)信號測量、圖像處理等一些高速、高精度的測量中，控制系統(tǒng)或數(shù)據(jù)處理系 統(tǒng)均需要將模擬信號以高速精確的方式轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進行處理，采用高速模數(shù)轉(zhuǎn)換處理 卡是業(yè)界通用的做法?，F(xiàn)在通用的高速數(shù)據(jù)采集卡存在價格昂貴、受計算機插槽數(shù)量/地址/總線寬度 /中斷資源的限制、可擴展性差，而且在一些電磁干擾性強的測試現(xiàn)場無法專門對其進行電 磁屏蔽，因而會導致采集的數(shù)據(jù)失真等缺點。通用的高速數(shù)據(jù)采集卡還具有一旦工作開始 采樣頻率不能夠隨功能要求變化的缺點。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種面向瞬態(tài)信號測量、圖像處理等高速、高精度的測 量應用中，采用基于CPCI總線技術(shù)的刀片式單板結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了多路模擬信號到數(shù)字信號的 并行轉(zhuǎn)換處理卡。本實用新型的技術(shù)方案如下一種多通道高速模數(shù)轉(zhuǎn)換并行處理卡，由輸入接口、信號調(diào)理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模 塊、輸入/輸出接口模塊、時鐘模塊和電源模塊組成，其特征在于模擬信號通過所述的輸 入接口輸入到信號調(diào)理模塊，所述的信號調(diào)理模塊依次外接模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和輸入/輸出接 口模塊，所述時鐘模塊的時鐘輸出端與分別與所述的信號調(diào)理模塊和輸入/輸出接口模塊 的時鐘信號輸入端相連；所述電源模塊的電源輸出端分別與所述的信號調(diào)理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn) 換模塊、輸入/輸出接口模塊和時鐘模塊的電源輸入端相連。本實用新型的有益效果本實用新型采用了基于CPCI總線的刀片式單板結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了具有高速、高精度的 模數(shù)轉(zhuǎn)換的并行信號處理卡；符合工業(yè)標準結(jié)構(gòu)，具有帶電熱插拔設(shè)計，可實現(xiàn)高密度集成 應用。

圖1為本實用新型高速模數(shù)轉(zhuǎn)換并行處理卡的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參見圖1，一種多通道高速模數(shù)轉(zhuǎn)換并行處理卡，由輸入接口(10)、信號調(diào)理模塊 (20)、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(30)、輸入/輸出接口模塊(40)、時鐘模塊(50)和電源模塊(60)組成， 模擬信號通過輸入接口輸入到信號調(diào)理模塊，信號調(diào)理模塊依次外接模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和輸入/輸出接口模塊，時鐘模塊的時鐘輸出端與分別與信號調(diào)理模塊和輸入/輸出接口模塊的 時鐘信號輸入端相連；電源模塊的電源輸出端分別與信號調(diào)理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、輸入/ 輸出接口模塊和時鐘模塊的電源輸入端相連。模擬信號通過輸入接口把模擬信號輸入到信號調(diào)理模塊，信號調(diào)理模塊對模擬信 號進行濾波、增益調(diào)節(jié)等處理；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)時鐘模塊的時鐘節(jié)拍對模擬信號進行采 樣、量化并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；時鐘模塊提供了多種時鐘源選擇模式可，以靈活的為模數(shù)轉(zhuǎn)換 模塊提供不同工作時鐘；輸入輸出模塊提供了板卡的總線寬度選擇和位置選擇，并提供了 控制器與轉(zhuǎn)換卡的控制信號的傳輸。輸入接口為模擬信號輸入接口電路。信號調(diào)理模塊對模擬信號進行濾波、增益調(diào)節(jié)等處理，經(jīng)過處理后變?yōu)槟?shù)轉(zhuǎn)換 模塊所需要的模擬信號。信號調(diào)理模塊由信號調(diào)理電路實現(xiàn)，電路采用了 LMH6655、LM7131 實現(xiàn)濾波功能電路及增益調(diào)節(jié)，實現(xiàn)1 IOMHz濾波范圍內(nèi)低通截止頻率可調(diào)、增益功能可 調(diào)等功能。模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)時鐘模塊的時鐘節(jié)拍對模擬信號進行采樣、量化并轉(zhuǎn)換成數(shù)字 信號；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊還可以接受系統(tǒng)的使能、讀取等控制信號，并且可以反饋數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成 中斷、數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換模塊故障等信號給系統(tǒng)控制器，控制信號和數(shù)字信號通過輸入輸出接 口與系統(tǒng)總線連接。本實用新型的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采用ADC14L020芯片，ADC14L020提供14 位分辨率和20MHz的高速采樣率，可以實現(xiàn)寬帶信號的采集，ADC14L020芯片采用流水線技 術(shù)，集成采樣和保持電路，輸出2. 4V到3. 6V兼容，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程采用不同的時鐘信號源，可 以實現(xiàn)板卡本地時鐘信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換、系統(tǒng)可變時鐘驅(qū)動的模數(shù)轉(zhuǎn)換及外部時鐘信號驅(qū)動 的模式轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工作模式有外部觸發(fā)和內(nèi)部自動觸發(fā)模式。模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采用多路并行傳輸方式，通過自定義的總線并行傳輸技術(shù)可以實現(xiàn) 8路、16路、24路等不同組合方式的模數(shù)轉(zhuǎn)換并行數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。時鐘模塊為模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊提供時鐘信號，即提供工作節(jié)拍信號，時鐘模塊還通過 設(shè)置改變時鐘模塊的時鐘源，可以提供本地時鐘信號、可變時鐘信號、外部時鐘信號。輸入輸出接口模塊將模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸出的數(shù)字信號傳輸至系統(tǒng)控制器，將系統(tǒng)控 制器的控制信號傳輸給每個模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，將系統(tǒng)的時鐘信號、外部時鐘信號傳輸給時鐘 模塊，通過設(shè)置可以改變每個模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊所使用的總線寬度和位置，實現(xiàn)數(shù)字信號、控制 信號與數(shù)據(jù)總線和控制總線的連接。本實用新型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換卡的總線位置、總線寬帶均可以通過設(shè)置進行選擇，以實現(xiàn) 系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸。以上所述的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換并行處理卡，僅為實用新型較佳的具體實施方式
與具有 代表性的具體實施方式
，同時所述的信號處理卡的結(jié)構(gòu)也僅是有代表性的結(jié)構(gòu)；但本實用 新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù) 范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應該涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種多通道高速模數(shù)轉(zhuǎn)換并行處理卡，由輸入接口(10)、信號調(diào)理模塊(20)、模數(shù) 轉(zhuǎn)換模塊(30)、輸入/輸出接口模塊(40)、時鐘模塊(50)和電源模塊(60)組成，其特征在 于模擬信號通過所述的輸入接口輸入到信號調(diào)理模塊，所述的信號調(diào)理模塊依次外接模 數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和輸入/輸出接口模塊，所述時鐘模塊的時鐘輸出端與分別與所述的信號調(diào)理 模塊和輸入/輸出接口模塊的時鐘信號輸入端相連；所述電源模塊的電源輸出端分別與所 述的信號調(diào)理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、輸入/輸出接口模塊和時鐘模塊的電源輸入端相連。
專利摘要本實用新型公開了一種多通道高速模數(shù)轉(zhuǎn)換并行處理卡，由輸入接口(10)、信號調(diào)理模塊(20)、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(30)、輸入/輸出接口模塊(40)、時鐘模塊(50)和電源模塊(60)組成，模擬信號通過輸入接口輸入到信號調(diào)理模塊，信號調(diào)理模塊依次外接模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和輸入/輸出接口模塊，時鐘模塊的時鐘輸出端與分別與信號調(diào)理模塊和輸入/輸出接口模塊的時鐘信號輸入端相連；電源模塊的電源輸出端分別與信號調(diào)理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、輸入/輸出接口模塊和時鐘模塊的電源輸入端相連。本實用新型采用了基于CPCI總線的刀片式單板結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了具有高速、高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換的并行信號處理卡；符合工業(yè)標準結(jié)構(gòu)，具有帶電熱插拔設(shè)計，可實現(xiàn)高密度集成應用。
文檔編號H03M1/12GK201781478SQ20102027945
公開日2011年3月30日 申請日期2010年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月27日
發(fā)明者劉智民, 劉勝, 宋士花, 施齊林, 李軍, 梁立振, 盛鵬, 胡純棟, 蔣才超, 謝遠來 申請人:中國科學院等離子體物理研究所