一種智能信號(hào)采集與處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能信號(hào)采集與處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的不斷進(jìn)步，越來與越多的智能設(shè)備進(jìn)入到了我們的生活工作中，在帶來極大便利的同時(shí)，也減少了人員參與，從一定程度上節(jié)省了成本。在數(shù)據(jù)探測(cè)方面，智能設(shè)備的利用領(lǐng)域也在增加，傳統(tǒng)的淺海地形測(cè)量以船只為平臺(tái)，采用聲納技術(shù)進(jìn)行，這種測(cè)量方法對(duì)于一些船只難以駛?cè)氲膮^(qū)域便形成了測(cè)量盲區(qū)，在一定程度上影響了探測(cè)領(lǐng)域的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在解決上述問題，提供一種智能信號(hào)采集與處理系統(tǒng)。
[0004]—種智能信號(hào)米集與處理系統(tǒng),其特征在于包括時(shí)鐘模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路模塊、電源轉(zhuǎn)換電路、FPGA、按鍵、通信接口、上位機(jī)和顯示器；其中FPGA包括時(shí)鐘處理芯片、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、信號(hào)處理模塊、總線和存儲(chǔ)模塊；時(shí)鐘模塊與FPGA中時(shí)鐘處理芯片相連接；數(shù)模轉(zhuǎn)換電路與FPGA中數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片相連接；電源轉(zhuǎn)換電路與信號(hào)處理模塊相連接；按鍵和顯示器均與FPGA相連接；上位機(jī)通過通信接口與FPGA相連接。
[0005]本發(fā)明所述的一種智能信號(hào)采集與處理系統(tǒng)，其特征在于所述通信接口為RS232接口。
[0006]本發(fā)明所述的一種智能信號(hào)采集與處理系統(tǒng)，其特征在于所述存儲(chǔ)模塊為設(shè)置為雙口 RAM。
[0007]本發(fā)明所述的一種智能信號(hào)采集與處理系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片采用ADSl 174 芯片。
[0008]本發(fā)明所述的一種智能信號(hào)采集與處理系統(tǒng)，其特征在于所述電源轉(zhuǎn)換電路設(shè)置有穩(wěn)壓芯片。
[0009]本發(fā)明所述的一種智能信號(hào)采集與處理系統(tǒng)，其特征在于所述FPGA的工作頻率為 50MHz。
[0010]本發(fā)明所述的一種智能信號(hào)采集與處理系統(tǒng)，通過激光的高相干性測(cè)量光聲淺海地形遙感系統(tǒng)中水表面的振動(dòng)速度，進(jìn)而獲得水中的聲信息，實(shí)現(xiàn)光聲淺海地形遙感探測(cè)中的水聲信號(hào)的實(shí)時(shí)采集與處理。本發(fā)明所述的信號(hào)采集與處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，適于推廣應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0011]一種智能信號(hào)采集與處理系統(tǒng)，其特征在于包括時(shí)鐘模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路模塊、電源轉(zhuǎn)換電路、FPGA、按鍵、通信接口、上位機(jī)和顯示器；其中FPGA包括時(shí)鐘處理芯片、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、信號(hào)處理模塊、總線和存儲(chǔ)模塊；時(shí)鐘模塊與FPGA中時(shí)鐘處理芯片相連接；數(shù)模轉(zhuǎn)換電路與FPGA中數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片相連接；電源轉(zhuǎn)換電路與信號(hào)處理模塊相連接；按鍵和顯示器均與FPGA相連接；上位機(jī)通過通信接口與FPGA相連接。
[0012]本發(fā)明所述的一種智能信號(hào)采集與處理系統(tǒng)，所述通信接口為RS232接口。所述存儲(chǔ)模塊為設(shè)置為雙口 RAM。所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片采用ADSl 174芯片。所述電源轉(zhuǎn)換電路設(shè)置有穩(wěn)壓芯片。所述FPGA的工作頻率為50MHz。電源轉(zhuǎn)換電路通過7805穩(wěn)壓芯片、AMSl 117穩(wěn)壓芯片和LM1085穩(wěn)壓芯片實(shí)現(xiàn)電源電壓的轉(zhuǎn)換，為系統(tǒng)提供5 V, 1.8 V, 3.3 V和1.2 V電壓。信號(hào)調(diào)理電路模塊包括兩路差分放大電路，每路差分放大電路由一片高性能的全差分音頻運(yùn)算放大器芯片0PA1632構(gòu)成。A/D轉(zhuǎn)換電路模塊是在四通道16位求和型模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADS1174、穩(wěn)壓芯片REF1004以及集成運(yùn)放芯片0PA350的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，高速狀態(tài)下，ADSl 174芯片速度可以達(dá)到52KSPS，并支持多通道并行處理。采用DAC8551和REF02穩(wěn)壓芯片實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換，DAC8551是一款16位電壓輸出模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，REF02穩(wěn)壓芯片為DA芯片提供2.5V的參考電壓。本系統(tǒng)采用RS 232串行方式進(jìn)行通信，考慮到激光多普勒測(cè)振計(jì)信號(hào)采集與處理系統(tǒng)中FPGA接口電路是TTL電平，所以需要經(jīng)過MAX3232芯片實(shí)現(xiàn)與RS232標(biāo)準(zhǔn)電平的轉(zhuǎn)換。在工作過程中，F(xiàn)PGA首先檢測(cè)是否接收到數(shù)據(jù)采集完畢的使能信號(hào)，如果沒有接收到就一直進(jìn)行檢測(cè)，如果收到就讀取16位數(shù)據(jù)并緩存。當(dāng)FIFO接近全滿狀態(tài)時(shí)啟動(dòng)數(shù)據(jù)處理邏輯，數(shù)據(jù)處理邏輯通過一系列乘加運(yùn)算結(jié)合流水線的設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)，并將運(yùn)算結(jié)果適當(dāng)截位輸出給雙口 RAM。雙口 RAM擁有兩套完全獨(dú)立的數(shù)據(jù)線、地址線和讀寫控制線，當(dāng)檢測(cè)到有數(shù)據(jù)輸入時(shí)，讀地址開始加1，否則讀地址保持不變。上位機(jī)準(zhǔn)備就緒，即雙口 RAM數(shù)據(jù)準(zhǔn)備輸出時(shí)，雙口 RAM寫地址開始加I，通過串行接口將數(shù)據(jù)輸出。在輸出模擬信號(hào)時(shí)，只有當(dāng)DAC8551芯片輸入寄存器接收到24位數(shù)
據(jù)，同時(shí)同步信號(hào)為低電平時(shí)，才能啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換邏輯，時(shí)鐘模塊的功能就是根據(jù)設(shè)計(jì)要求，利用鎖相環(huán)以及使能時(shí)鐘的設(shè)計(jì)方法為各個(gè)模塊提供所需的時(shí)鐘信號(hào)。通過鎖相環(huán)配置工具將50 MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行1/2分頻，從而產(chǎn)生頻率為25 MHz并滿足時(shí)序約束的主時(shí)鐘。每路兩路信號(hào)經(jīng)過FPGA處理后解調(diào)出多普勒頻移信息，處理后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在雙口RAM中，通過RS232接口快速傳輸至上位機(jī)或者數(shù)模轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能信號(hào)采集與處理系統(tǒng)，其特征在于包括時(shí)鐘模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路模塊、電源轉(zhuǎn)換電路、FPGA、按鍵、通信接口、上位機(jī)和顯示器；其中FPGA包括時(shí)鐘處理芯片、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、信號(hào)處理模塊、總線和存儲(chǔ)模塊；時(shí)鐘模塊與FPGA中時(shí)鐘處理芯片相連接；數(shù)模轉(zhuǎn)換電路與FPGA中數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片相連接；電源轉(zhuǎn)換電路與信號(hào)處理模塊相連接；按鍵和顯示器均與FPGA相連接；上位機(jī)通過通信接口與FPGA相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種智能信號(hào)采集與處理系統(tǒng)，其特征在于所述通信接口為RS232 接口。
3.如權(quán)利要求1所述的一種智能信號(hào)采集與處理系統(tǒng)，其特征在于所述存儲(chǔ)模塊為設(shè)置為雙口 RAM。
4.如權(quán)利要求1所述的一種智能信號(hào)采集與處理系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片采用ADSl 174芯片。
5.如權(quán)利要求1所述的一種智能信號(hào)采集與處理系統(tǒng)，其特征在于所述電源轉(zhuǎn)換電路設(shè)置有穩(wěn)壓芯片。
6.如權(quán)利要求1所述的一種智能信號(hào)采集與處理系統(tǒng)，其特征在于所述FPGA的工作頻率為50MHz。
【專利摘要】一種智能信號(hào)采集與處理系統(tǒng)，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于包括時(shí)鐘模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路模塊、電源轉(zhuǎn)換電路、FPGA、按鍵、通信接口、上位機(jī)和顯示器；其中FPGA包括時(shí)鐘處理芯片、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、信號(hào)處理模塊、總線和存儲(chǔ)模塊；時(shí)鐘模塊與FPGA中時(shí)鐘處理芯片相連接；數(shù)模轉(zhuǎn)換電路與FPGA中數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片相連接；電源轉(zhuǎn)換電路與信號(hào)處理模塊相連接；按鍵和顯示器均與FPGA相連接；上位機(jī)通過通信接口與FPGA相連接。通過遙感系統(tǒng)中水表面的振動(dòng)速度，進(jìn)而獲得水中的聲信息，實(shí)現(xiàn)光聲淺海地形遙感探測(cè)中的水聲信號(hào)的實(shí)時(shí)采集與處理。本發(fā)明所述的信號(hào)采集與處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，適于推廣應(yīng)用。
【IPC分類】G05B19-042
【公開號(hào)】CN104656506
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410744386
【發(fā)明人】曾利霞
【申請(qǐng)人】曾利霞
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2014年12月9日