本發(fā)明涉及信號記錄技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種信號記錄儀。

背景技術(shù)：

在多數(shù)信號處理系統(tǒng)的研發(fā)過程中，都希望將實(shí)驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲保留，以便以后在算法有改進(jìn)時(shí)，通過對原始數(shù)據(jù)的處理來評估算法的優(yōu)劣，基于此，信號記錄儀應(yīng)用而生。

具體地，在帶有箱體結(jié)構(gòu)的數(shù)字信號處理箱中，其中的信號發(fā)射端和信號接收端不在同一結(jié)構(gòu)箱體中。因?yàn)閿?shù)據(jù)信號處理箱的體積較小，而現(xiàn)有技術(shù)中的信號記錄儀體積通常較大，因此其只能在數(shù)字信號處理箱的外部采集信號接收端的信號，當(dāng)處理結(jié)果出現(xiàn)偏差并且問題出在信號發(fā)射端以致發(fā)射信號波形出現(xiàn)問題時(shí)，此時(shí)，站在信號接收端的角度往往不容易對問題進(jìn)行快速定位，使用范圍受限。

因此，如何提供一種解決上述技術(shù)問題的信號記錄儀是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種信號記錄儀，電路結(jié)構(gòu)及接口形式簡單，體積小，進(jìn)而增大了使用范圍。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種信號記錄儀，包括電源模塊、輸入信號選擇開關(guān)、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、控制芯片、第一總線開關(guān)、第二總線開關(guān)、邏輯非運(yùn)算單元、CF卡、USB接口驅(qū)動(dòng)芯片及USB接口，其中：

所述輸入信號選擇開關(guān)的輸入端外接輸入信號，輸出端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的輸入端連接，用于根據(jù)第一用戶指令選擇相應(yīng)的輸入信號；

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與所述控制芯片的第一輸入端連接，用于將所述輸入信號模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并傳送至所述控制芯片；

所述控制芯片的第一輸出端通過所述第一總線開關(guān)與所述CF卡連接，用于將所述數(shù)字信號存儲至所述CF卡；

所述CF卡還通過所述第二總線開關(guān)與所述USB接口驅(qū)動(dòng)芯片連接；

所述USB接口驅(qū)動(dòng)芯片還分別與所述USB接口及通過所述邏輯非運(yùn)算單元與所述第一總線開關(guān)連接，用于讀取所述CF卡中的數(shù)據(jù)并通過USB接口發(fā)送至用戶端且控制所述第二總線開關(guān)閉合的同時(shí)控制所述第一總線開關(guān)斷開；

所述電源模塊為所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、控制芯片及第一總線開關(guān)供電。

優(yōu)選地，還包括：

與所述控制芯片連接的緩存，用于當(dāng)輸入信號的數(shù)據(jù)量大于設(shè)定值時(shí)緩存所述輸入信號。

優(yōu)選地，所述緩存為SDRAM。

優(yōu)選地，還包括：

輸入端與所述輸入信號選擇開關(guān)連接、輸出端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片連接的差分信號運(yùn)算放大器，用于將所述輸入信號進(jìn)行放大至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)處理范圍。

優(yōu)選地，所述USB接口為迷你USB接口。

優(yōu)選地，還包括：

與所述控制芯片連接的采樣率控制開關(guān)；

所述采樣率控制開關(guān)用于根據(jù)第二用戶指令向所述控制芯片發(fā)送相應(yīng)地的控制信號，以便所述控制芯片依據(jù)所述控制信號對其Mcbsp外設(shè)進(jìn)行配置，進(jìn)而控制所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的采樣率。

優(yōu)選地，所述輸入信號選擇開關(guān)包括信號輸入接口，所述信號輸入接口包括第一信號端、第二信號端及模擬地端。

優(yōu)選地，所述輸入信號選擇開關(guān)還包括同步信號觸發(fā)端，所述同步信號觸發(fā)端與所述控制芯片的控制端連接，用于向所述控制芯片發(fā)送觸發(fā)信號，以便所述控制芯片根據(jù)所述觸發(fā)信號選擇輸入信號的記錄模式。

優(yōu)選地，所述控制芯片為DSP芯片。

優(yōu)選地，所述DSP芯片為型號為TMS320VC5509A的芯片，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片為型號為ADS7945的芯片，所述USB接口驅(qū)動(dòng)芯片為型號為AU6371的芯片。

本發(fā)明提供了一種信號記錄儀，包括電源模塊、輸入信號選擇開關(guān)、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、控制芯片、第一總線開關(guān)、第二總線開關(guān)、邏輯非運(yùn)算單元、CF卡、USB接口驅(qū)動(dòng)芯片及USB接口，輸入信號選擇開關(guān)的輸入端外接輸入信號，輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的輸入端連接；模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與控制芯片的第一輸入端連接；控制芯片的第一輸出端通過第一總線開關(guān)與CF卡連接；CF卡還通過第二總線開關(guān)與USB接口驅(qū)動(dòng)芯片連接；USB接口驅(qū)動(dòng)芯片還分別與USB接口及通過邏輯非運(yùn)算單元與第一總線開關(guān)連接；電源模塊為模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、控制芯片及第一總線開關(guān)供電?？梢?，本發(fā)明提供的信號記錄儀中，電路結(jié)構(gòu)及接口形式簡單，體積小，進(jìn)而增大了使用范圍。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的一種信號記錄儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心是提供一種信號記錄儀，電路結(jié)構(gòu)及接口形式簡單，體積小，進(jìn)而增大了使用范圍。

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參照圖1，圖1為本發(fā)明提供的一種信號記錄儀的結(jié)構(gòu)示意圖，該信號記錄儀包括電源模塊1、輸入信號選擇開關(guān)2、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片3、控制芯片4、第一總線開關(guān)5、第二總線開關(guān)6、邏輯非運(yùn)算單元7、CF卡8、USB接口驅(qū)動(dòng)芯片9及USB接口，其中：

輸入信號選擇開關(guān)2的輸入端外接輸入信號，輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片3的輸入端連接，用于根據(jù)第一用戶指令選擇相應(yīng)的輸入信號；

具體地，輸入信號選擇開關(guān)2可以根據(jù)用戶發(fā)出的第一用戶指令選擇相應(yīng)地的輸入信號傳送至模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片3，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片3在接收到輸入信號后，將輸入信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并傳送至控制芯片4。

作為優(yōu)選地，輸入信號選擇開關(guān)2包括信號輸入接口，信號輸入接口包括第一信號端、第二信號端及模擬地端。

具體地，本發(fā)明既可以記錄單端信號，也可以記錄差分信號，由用戶根據(jù)實(shí)際情況通過接入不同的端口來選擇。本實(shí)施例中，第一信號端對應(yīng)圖中的AIN_P接口，第二信號端對應(yīng)圖中的AIN_N接口，模擬地端對應(yīng)圖中的AGND。

當(dāng)對單端信號進(jìn)行采樣記錄時(shí)，輸入信號接AIN_P接口，輸入信號的地端連接至AGND端；當(dāng)記錄差分信號時(shí)，輸入信號正極接AIN_P接口，輸入信號負(fù)極連接至AIN_N接口。另外，這里的單端信號輸入范圍可以設(shè)置為-4V-+4V，反向差分信號輸入范圍為±2-0V，當(dāng)然，均還可分別設(shè)置為其他范圍，根據(jù)實(shí)際情況來定。

作為優(yōu)選地，輸入信號選擇開關(guān)2還包括同步信號觸發(fā)端，同步信號觸發(fā)端與控制芯片4的控制端連接，用于向控制芯片4發(fā)送觸發(fā)信號，以便控制芯片4根據(jù)觸發(fā)信號選擇輸入信號的記錄模式。

本發(fā)明提供的信號記錄儀可工作于同步觸發(fā)記錄和連續(xù)記錄兩種模式下，默認(rèn)的為連續(xù)記錄，也即輸入信號連接至信號記錄儀即可記錄。兩種模式具體選用哪種可通過同步信號觸發(fā)端來選擇，也即當(dāng)同步信號觸發(fā)端有觸發(fā)信號時(shí)，選擇的同步觸發(fā)記錄，否則，選擇的是連續(xù)記錄。其中，同步觸發(fā)輸入端連接至控制芯片4的控制端，當(dāng)控制芯片4為DSP芯片時(shí)，這里的控制端為INT0引腳。

具體地，當(dāng)需要在同步觸發(fā)模式下記錄數(shù)據(jù)時(shí)，只需提供給信號記錄儀3.3V的下降沿觸發(fā)信號即可實(shí)現(xiàn)一個(gè)觸發(fā)周期的信號記錄，這里的觸發(fā)周期例如可以為800ms。

模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片3的輸出端與控制芯片4的第一輸入端連接，用于將輸入信號模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并傳送至控制芯片4；

模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片3在將輸入信號由模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量傳送至控制芯片4。

作為優(yōu)選地，還包括：

輸入端與輸入信號選擇開關(guān)2連接、輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片3連接的差分信號運(yùn)算放大器12，用于將輸入信號進(jìn)行放大至模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)處理范圍。

為了保證輸入信號在模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片3的處理范圍內(nèi)，本發(fā)明還將輸入信號選擇開關(guān)2機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片3之間設(shè)置了差分信號運(yùn)算放大器12，用于將輸入信號進(jìn)行放大至模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)處理范圍。

另外，相應(yīng)地，電源模塊1還為差分運(yùn)算放大器供電。

控制芯片4的第一輸出端通過第一總線開關(guān)5與CF卡8連接，用于將數(shù)字信號存儲至CF卡8；

具體地，控制芯片4在接收到被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的輸入信號后，將其存儲至CF卡8。

作為優(yōu)選地，還包括：

與控制芯片4連接的緩存，用于當(dāng)輸入信號的數(shù)據(jù)量大于設(shè)定值時(shí)緩存輸入信號。

具體地，當(dāng)輸入信號的數(shù)據(jù)量較小時(shí)，控制芯片4中的存儲空間能夠處理的過來，因此，可以直接將輸入信號存儲至CF卡8，而當(dāng)輸入信號的數(shù)據(jù)量較大時(shí)，為了保證對輸入信號的連續(xù)存儲，提高傳輸效率，本發(fā)明采用片外緩存實(shí)現(xiàn)乒乓緩存，控制芯片4通過乒乓操作的方式將采樣數(shù)據(jù)連續(xù)不斷的寫入CF卡8中。

另外，相應(yīng)地，電源模塊1還為緩存供電。

另外，這里的設(shè)定值可以根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)定，本發(fā)明在此不做特別的限定，根據(jù)實(shí)際情況來定。

作為優(yōu)選地，緩存為SDRAM 11。

當(dāng)然，這里的緩存還可以采用其他類型的緩存，本發(fā)明在此不做特別的限定，能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的即可。

CF卡8還通過第二總線開關(guān)6與USB接口驅(qū)動(dòng)芯片9連接；

USB接口驅(qū)動(dòng)芯片9還分別與USB接口及通過邏輯非運(yùn)算單元7與第一總線開關(guān)5連接，用于讀取CF卡8中的數(shù)據(jù)并通過USB接口發(fā)送至用戶端且控制第二總線開關(guān)6閉合的同時(shí)控制第一總線開關(guān)5斷開；

本發(fā)明采用USB接口驅(qū)動(dòng)芯片9來實(shí)現(xiàn)輸入信號的對外導(dǎo)出，通過USB接口與外部相連，用戶僅使用一根USB數(shù)據(jù)線通過USB接口就可以將信號記錄儀記錄的數(shù)據(jù)導(dǎo)出至計(jì)算機(jī)，而無需對CF卡8進(jìn)行插拔操作。

另外，這里的第一總線開關(guān)5和第二總線開關(guān)6用于分別隔離CF卡8與控制芯片4及USB接口驅(qū)動(dòng)芯片9，防止兩端同時(shí)對CF卡8進(jìn)行讀寫操作。另外，在USB接口工作時(shí)，第二總線開關(guān)6由USB接口提供的5V電壓所轉(zhuǎn)換的3.3V電壓控制，以保證當(dāng)通過USB接口對記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)出時(shí)，控制芯片4不能對CF卡8進(jìn)行讀寫操作。在控制芯片4在對CF卡8進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲時(shí)，控制芯片4還可通過相應(yīng)的邏輯控制第一總線開關(guān)5閉合，第二總線開關(guān)6斷開。

當(dāng)然，這里還可以采用其他邏輯來實(shí)現(xiàn)第一總線開關(guān)5和第二總線開關(guān)6不能同時(shí)閉合的功能，能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的即可。

電源模塊1為模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片3、控制芯片4及第一總線開關(guān)5供電。

這里的電源模塊1把外部輸入的電源轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需的3.3V和1.8V電壓。外部電源可以為5.5V、1.5A的電壓。

作為優(yōu)選地，USB接口為迷你USB接口10。

為了進(jìn)一步減小信號記錄儀的體積，本發(fā)明中的USB接口可以為迷你USB接口10。

作為優(yōu)選地，還包括：

與控制芯片4連接的采樣率控制開關(guān)13；

采樣率控制開關(guān)13用于根據(jù)第二用戶指令向控制芯片4發(fā)送相應(yīng)地的控制信號，以便控制芯片4依據(jù)控制信號對其Mcbsp外設(shè)進(jìn)行配置，進(jìn)而控制模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片3的采樣率。

具體地，可以預(yù)先設(shè)置信號記錄儀的采樣率。

作為一種優(yōu)選地的實(shí)施方式，信號記錄儀上電后的默認(rèn)狀態(tài)下的采樣率可以為600KSPS，可以通過采樣率控制開關(guān)13進(jìn)行采樣率設(shè)置，同一時(shí)間內(nèi)只能有一個(gè)開關(guān)處于閉合狀態(tài)，四個(gè)開關(guān)對應(yīng)的采樣率分別為200KSPS、400KSPS、800KSPS及1.5MKSPS。當(dāng)四個(gè)開關(guān)均關(guān)斷時(shí)，信號記錄儀的采樣率為600KSPS。當(dāng)控制芯片4為DSP芯片時(shí)，四個(gè)采樣率控制開關(guān)13分別對應(yīng)DSP的外部中斷INT1-INT4，當(dāng)開關(guān)選通時(shí)，DSP對其Mcbsp外設(shè)進(jìn)行配置，進(jìn)而控制模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片3的采樣率；當(dāng)待記錄信號的頻率較低時(shí)，可以采用低采樣率進(jìn)行記錄，以增大系統(tǒng)的記錄時(shí)間。

在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，用戶可以通過選擇哪個(gè)開關(guān)閉合來選擇哪個(gè)采樣率，開關(guān)閉合后向控制芯片4發(fā)送的信號即為第二用戶指令。

作為優(yōu)選地，控制芯片4為DSP芯片。

當(dāng)然，這里的控制芯片4還可以其他類型的控制芯片4，本發(fā)明在此不做特別的限定，能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的即可。

作為優(yōu)選地，DSP芯片為型號為TMS320VC5509A的芯片，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片3為型號為ADS7945的芯片，USB接口驅(qū)動(dòng)芯片9為型號為AU6371的芯片。

本發(fā)明選用這些型號的芯片大大的降低了成本。

當(dāng)然，這里的DSP芯片、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片3及USB接口驅(qū)動(dòng)芯片9均還可以分別為其他型號的芯片，能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的即可。

作為一種優(yōu)選的方案，本發(fā)明提供的信號記錄儀的尺寸為70mm*100mm，便攜易用，可以放置于信號處理箱內(nèi)部對模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片3進(jìn)行記錄，增大了使用范圍。

綜上，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了小體積、接口簡單、便攜式的信號記錄儀，在采樣率、采樣精度滿足要求的情況下，能夠?qū)⒉杉玫降男盘栆?dat文件的形式保存在CF卡8中，如需獲得記錄數(shù)據(jù)，在無須插拔CF卡8的條件下，只需要用USB數(shù)據(jù)線連接至記錄儀即可將數(shù)據(jù)拷貝出。另外，本發(fā)明只有電源和地、信號輸入接口和觸發(fā)信號輸入接口共四個(gè)，接口形式簡單，使用方法簡單明了易于操作，只需先接好待采樣信號線再供電即可實(shí)現(xiàn)信號記錄功能；由于本發(fā)明使用器件少，且核心控制器件為TI公司的TMS320VC5509A DSP，A/D轉(zhuǎn)換芯片采用ADS7945，因此，與其它能夠?qū)崿F(xiàn)采樣記錄并且支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出的記錄儀相比，相對成本較低。

本發(fā)明提供了一種信號記錄儀，包括電源模塊、輸入信號選擇開關(guān)、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、控制芯片、第一總線開關(guān)、第二總線開關(guān)、邏輯非運(yùn)算單元、CF卡、USB接口驅(qū)動(dòng)芯片及USB接口，輸入信號選擇開關(guān)的輸入端外接輸入信號，輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的輸入端連接；模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與控制芯片的第一輸入端連接；控制芯片的第一輸出端通過第一總線開關(guān)與CF卡連接；CF卡還通過第二總線開關(guān)與USB接口驅(qū)動(dòng)芯片連接；USB接口驅(qū)動(dòng)芯片還分別與USB接口及通過邏輯非運(yùn)算單元與第一總線開關(guān)連接；電源模塊為模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、控制芯片及第一總線開關(guān)供電。可見，本發(fā)明提供的信號記錄儀中，電路結(jié)構(gòu)及接口形式簡單，體積小，進(jìn)而增大了使用范圍。

需要說明的是，在本說明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。