文献标识码: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.212068
中文引用格式: 赵前,罗通顶,陈彦丽,等. 高性能数据采集系统核心器件国产化水平研究[J].电子技术应用,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
自然界或者人工产生模拟信号,比如声音、光线、脉冲信号等,这些信号不能直接被数字系统识别并记录,这时需要模数转换系统将模拟信号转为数字码,经过计算机处理,人类就可以对信号进行分析处理,模数转换系统起到了自然与人之间桥梁的作用。
模数转换系统主要分为示波器与数据采集系统两类,在相同性能参数情况下,示波器有集成度高等特点,数据采集系统有可定制性强、数据在线处理能力强等特点。在高能物理、粒子物理实验、辐射探测等科学研究领域,测量系统需要满足不同的物理需求,数据采集系统因可定制性强等特点被广泛应用。
数据采集系统结构如图1所示,首先模拟信号经过前置模拟电路进行预处理,如单端输入转差分电路等,经调理过的模拟信号进入模数转换器(Analog to Digital Converter,ADC)芯片进行模数转换,ADC输出量化编码至现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)芯片,当ADC输出的采样数据率高于FPGA内部逻辑资源的处理速率时,FPGA不能直接接收数据进入其内部逻辑资源,这时需要对ADC的输出数据进行接收转换、延时调整和降速处理等操作,才能进入FPGA内部处理,再通过外部总线协议读取DDR或FPGA内部的缓存数据做在线数据分析或离线数据分析,数据采集系统还包括一些外围电路,比如前端模拟电路、时钟电路、外触发模块及电源模块等[1-4]。
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作者信息:
赵 前,罗通顶,陈彦丽,王 晶,吕宗璟,李海涛,张雁霞,阮林波
(西北核技术研究所 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室,陕西 西安710024)