文獻標識碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.212068
中文引用格式: 趙前,羅通頂,陳彥麗,等. 高性能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)核心器件國產(chǎn)化水平研究[J].電子技術(shù)應用,2022,48(5):7-11,20.
英文引用格式: Zhao Qian,Luo Tongding,Chen Yanli,et al. Research of data acquisition instrument based on domestic key chip[J]. Application of Electronic Technique,2022,48(5):7-11,20.
0 引言
自然界或者人工產(chǎn)生模擬信號,比如聲音、光線、脈沖信號等,這些信號不能直接被數(shù)字系統(tǒng)識別并記錄,這時需要模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字碼,經(jīng)過計算機處理,人類就可以對信號進行分析處理,模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)起到了自然與人之間橋梁的作用。
模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)主要分為示波器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)兩類,在相同性能參數(shù)情況下,示波器有集成度高等特點,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有可定制性強、數(shù)據(jù)在線處理能力強等特點。在高能物理、粒子物理實驗、輻射探測等科學研究領(lǐng)域,測量系統(tǒng)需要滿足不同的物理需求,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)因可定制性強等特點被廣泛應用。
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示,首先模擬信號經(jīng)過前置模擬電路進行預處理,如單端輸入轉(zhuǎn)差分電路等,經(jīng)調(diào)理過的模擬信號進入模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog to Digital Converter,ADC)芯片進行模數(shù)轉(zhuǎn)換,ADC輸出量化編碼至現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)芯片,當ADC輸出的采樣數(shù)據(jù)率高于FPGA內(nèi)部邏輯資源的處理速率時,F(xiàn)PGA不能直接接收數(shù)據(jù)進入其內(nèi)部邏輯資源,這時需要對ADC的輸出數(shù)據(jù)進行接收轉(zhuǎn)換、延時調(diào)整和降速處理等操作,才能進入FPGA內(nèi)部處理,再通過外部總線協(xié)議讀取DDR或FPGA內(nèi)部的緩存數(shù)據(jù)做在線數(shù)據(jù)分析或離線數(shù)據(jù)分析,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括一些外圍電路,比如前端模擬電路、時鐘電路、外觸發(fā)模塊及電源模塊等[1-4]。
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作者信息:
趙 前,羅通頂,陳彥麗,王 晶,呂宗璟,李海濤,張雁霞,阮林波
(西北核技術(shù)研究所 強脈沖輻射環(huán)境模擬與效應國家重點實驗室,陜西 西安710024)