一種多路數(shù)據(jù)采集裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種多路數(shù)據(jù)采集裝置，包括依次與功率因數(shù)校正系統(tǒng)相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、現(xiàn)場可編程門陣列器件以及主處理器，在模數(shù)轉(zhuǎn)換器上設(shè)有一個以上供功率因數(shù)校正系統(tǒng)相連的模擬信號輸入通道，現(xiàn)場可編程門陣列器件為內(nèi)設(shè)有采樣存儲器的邏輯器件，采樣存儲器則連接在主處理器上。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡單，滿足功率因數(shù)校正系統(tǒng)的數(shù)據(jù)前端實(shí)時采集及處理，不僅克服了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集裝置采用單片機(jī)或DSP作為主要控制模塊存在的缺陷，還具有控制周期短、速度快、精度高等多種優(yōu)勢，具有極好的推廣價值。
【專利說明】一種多路數(shù)據(jù)采集裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，具體的說，是一種多路數(shù)據(jù)采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)、工業(yè)、交通及家庭中的應(yīng)用日益廣泛，隨著電能的充分利用，由電子裝置引起的諧波問題也日趨嚴(yán)重，諧波不僅使電能的產(chǎn)生、傳輸和使用效率降低，甚至還會引起諸如變壓器局部過熱等問題，所以，考慮到諧波及其不良影響，通常采用功率因數(shù)校正技術(shù)來減小諧波問題，以達(dá)到提高電源功率因數(shù)和降低對電網(wǎng)造成的諧波污染的目的。在功率因數(shù)校正裝置中，需要采集三路模擬信號，并且要求主機(jī)能夠?qū)?shí)時數(shù)據(jù)做出快速響應(yīng)，及時進(jìn)行分析和處理，所以，數(shù)據(jù)采集裝置的設(shè)計(jì)顯得尤為重要，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集裝置通常采用單片機(jī)或數(shù)字信號處理器(DSP)作為主要的控制模塊，控制A/D轉(zhuǎn)換器、存儲器和其它外圍電路的工作，但隨著數(shù)據(jù)采集對速度性能的要求越來越高，傳統(tǒng)采集裝置的局限性也日趨明顯，如:占用的I/O接口資源過多、占用CPU時間較多、系統(tǒng)效率較低等，因此，本實(shí)用新型應(yīng)運(yùn)而生。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種多路數(shù)據(jù)采集裝置，該裝置主要針對功率因數(shù)校正系統(tǒng)對實(shí)時數(shù)據(jù)的處理而設(shè)計(jì)，應(yīng)用于功率因數(shù)校正系統(tǒng)的數(shù)據(jù)前端采集中，與現(xiàn)有的采用單片機(jī)或DSP的采集方法比較，其硬件結(jié)構(gòu)十分簡單，同時，還具有控制性能強(qiáng)、可靠性聞等諸多特點(diǎn)。
[0004]本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種多路數(shù)據(jù)采集裝置，具有高效的數(shù)據(jù)采集速率，不僅能滿足在功率因數(shù)校正系統(tǒng)前端數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用，還具有控制周期短、速度快以及精度高等優(yōu)點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)如下:包括依次與功率因數(shù)校正系統(tǒng)相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、現(xiàn)場可編程門陣列器件以及主處理器，在模數(shù)轉(zhuǎn)換器上設(shè)有一個以上供功率因數(shù)校正系統(tǒng)相連的模擬信號輸入通道，現(xiàn)場可編程門陣列器件為內(nèi)設(shè)有采樣存儲器的邏輯器件，采樣存儲器則連接在主處理器上，在本實(shí)用新型中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬信號輸入通道可實(shí)現(xiàn)采樣信號的多路輸入，而現(xiàn)場可編程門陣列器件則可將模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集所得的多路信號作預(yù)處理，然后將其存儲在采樣存儲器中，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速采集和目標(biāo)提取，而連接在采用存儲器上的主處理器，則可完成數(shù)據(jù)和信息的收集和轉(zhuǎn)發(fā)功能，通常采用嵌入式處理器來實(shí)現(xiàn)。
[0005]在本實(shí)用新型中，所述的模擬信號輸入通道的數(shù)量為四個，并分別與定義于模數(shù)轉(zhuǎn)換器上的INl管腳、IN2管腳、IN3管腳以及IN4管腳相連接，可滿足功率因數(shù)校正系統(tǒng)的輸入電壓、輸入電流、輸出電壓三路實(shí)時信號以及一路輸入?yún)⒖茧妷旱拿讟樱O(shè)計(jì)十分合理。
[0006]為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬信號輸入通道上還分別連接有前端處理模塊，其數(shù)量為四個，模數(shù)轉(zhuǎn)換器則分別通過四個前端處理模塊連接在功率因數(shù)校正系統(tǒng)上，前端處理模塊可采用放大器制作而成，在實(shí)際使用時，可使四個模擬信號輸入通道進(jìn)行同步采樣，這是四個模擬信號輸入通道共用一個前端處理模塊所無法實(shí)現(xiàn)的。
[0007]現(xiàn)場可編程門陣列器件具有豐富的I/O接口，其連接關(guān)系如下:在所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器上還定義有供現(xiàn)場可編程門陣列器件相連的DBO管腳?DBll管腳、CONVST管腳、INT管腳、RD管腳、CS管腳以及CLK管腳；在所述的現(xiàn)場可編程門陣列器件上則定義有依次與DBO管腳?DBll管腳、CONVST管腳、INT管腳、RD管腳、CS管腳以及CLK管腳相連的DO管腳?Dll管腳、AD_C0NVST管腳、AD_INT管腳、AD_RD管腳、AD_CS管腳以及AD_CLK管腳。
[0008]為更好的實(shí)現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)，在本實(shí)用新型中，所述的現(xiàn)場可編程門陣列器件為EP2CT144C8N ;所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器為AD7874。
[0009]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0010](I)本實(shí)用新型可用于功率因數(shù)校正系統(tǒng)對實(shí)時數(shù)據(jù)的處理，克服了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集裝置采用單片機(jī)或DSP作為主要控制模塊存在的缺陷，具有控制周期短、速度快、精度高等多種優(yōu)勢，同時，也滿足在功率因數(shù)校正系統(tǒng)的數(shù)據(jù)前端采集中的應(yīng)用。
[0011](2)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，模數(shù)轉(zhuǎn)換器能對四個模擬信號輸入通道進(jìn)行同步采樣，各個通道都有自己的前端處理模塊，即:(采樣/保持)放大器，在實(shí)際使用時，上述結(jié)構(gòu)可使四個模擬信號輸入通道進(jìn)行同步采樣，從而保留這些通道的相對相位信息。
[0012](3)本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)簡單，現(xiàn)場可編程門陣列器件采用EP2CT144C8N芯片制作而成，具有豐富的I/o接口，片內(nèi)的邏輯單元數(shù)量大，其內(nèi)部強(qiáng)大的功能還極大的提高了本裝置的采集速度，同時，也簡化了主處理器對采樣過程的控制，提高了微處理器的運(yùn)行效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0015]實(shí)施例:
[0016]本實(shí)用新型介紹了一種多路數(shù)據(jù)采集裝置，該裝置具有高效的數(shù)據(jù)采集速率，不僅能滿足在功率因數(shù)校正系統(tǒng)前端數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用，還具有控制周期短、速度快以及精度高等優(yōu)點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由三部分組成:模數(shù)轉(zhuǎn)換器、現(xiàn)場可編程門陣列器件以及主處理器。為了實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正系統(tǒng)的實(shí)時采集與處理，模數(shù)轉(zhuǎn)換器應(yīng)連接在功率因數(shù)校正系統(tǒng)上，其輸入電流、輸入電壓以及輸出電壓的采樣值均通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后，再作為數(shù)字控制系統(tǒng)的輸入，即輸入至現(xiàn)場可編程門陣列器件上。在本實(shí)用新型中，現(xiàn)場可編程門陣列器件為內(nèi)設(shè)有采樣存儲器的邏輯器件，采樣存儲器則連接在主處理器上，通?？刹捎们度胧教幚砥鱽韺?shí)現(xiàn)，主要完成數(shù)據(jù)和信息的收集和轉(zhuǎn)發(fā)功能。在實(shí)際使用時，現(xiàn)場可編程門陣列器件對采集的信號實(shí)現(xiàn)預(yù)處理，并將數(shù)據(jù)存儲在采樣存儲器中，由采樣存儲器傳送至主處理器上，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速采集和目標(biāo)提取，設(shè)計(jì)十分合理。
[0017]本實(shí)用新型所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器可采用AD7874，為更好的實(shí)現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型在模數(shù)轉(zhuǎn)換器上還設(shè)有一個以上供功率因數(shù)校正系統(tǒng)相連的模擬信號輸入通道，當(dāng)然，為更好對功率因數(shù)校正系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，本實(shí)用新型在模擬信號輸入通道上還分別連接有前端處理模塊，其數(shù)量與模擬信號輸入通道的數(shù)量相對應(yīng)。由圖1所示結(jié)構(gòu)可知，在本實(shí)用新型中，模擬信號輸入通道的數(shù)量為四個，并分別與定義于模數(shù)轉(zhuǎn)換器上的INl管腳、IN2管腳、IN3管腳以及IN4管腳相連接，可滿足功率因數(shù)校正系統(tǒng)的輸入電壓、輸入電流、輸出電壓三路實(shí)時信號以及一路輸入?yún)⒖茧妷旱牟蓸?，在制作時，模數(shù)轉(zhuǎn)換器則分別通過四個前端處理模塊連接在功率因數(shù)校正系統(tǒng)上，前端處理模塊可采用放大器制作而成，在實(shí)際使用時，可使四個模擬信號輸入通道進(jìn)行同步采樣，這是四個模擬信號輸入通道共用一個前端處理模塊所無法實(shí)現(xiàn)的。
[0018]本實(shí)用新型所述的現(xiàn)場可編程門陣列器件可采用EP2CT144C8N芯片制作而成，不僅具有豐富的I/o接口，其片內(nèi)還集成有數(shù)量龐大的邏輯單元以及內(nèi)部乘法器，能有效的提高裝置的采集速度，同時，更簡化了主處理器對采樣過程的控制，提高了微處理器的運(yùn)行效率，其電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，定義于現(xiàn)場可編程門陣列器件上的DO管腳?Dll管腳、AD_CONVST管腳、AD_INT管腳、AD_RD管腳、AD_CS管腳以及AD_CLK管腳依次與定義于模數(shù)轉(zhuǎn)換器上的DBO管腳?DBll管腳、CONVST管腳、INT管腳、RD管腳、CS管腳以及CLK管腳相連接；設(shè)于現(xiàn)場可編程門陣列器件內(nèi)部的采用存儲器則與主處理器相連接。
[0019]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡單，滿足功率因數(shù)校正系統(tǒng)的數(shù)據(jù)前端實(shí)時采集及處理，不僅克服了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集裝置采用單片機(jī)或DSP作為主要控制模塊存在的缺陷，還具有控制周期短、速度快、精度高等多種優(yōu)勢，具有極好的推廣價值。
[0020]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多路數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:包括依次與功率因數(shù)校正系統(tǒng)相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、現(xiàn)場可編程門陣列器件以及主處理器，在模數(shù)轉(zhuǎn)換器上設(shè)有一個以上供功率因數(shù)校正系統(tǒng)相連的模擬信號輸入通道，現(xiàn)場可編程門陣列器件為內(nèi)設(shè)有采樣存儲器的邏輯器件，采樣存儲器則連接在主處理器上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多路數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:所述的模擬信號輸入通道的數(shù)量為四個，并分別與定義于模數(shù)轉(zhuǎn)換器上的INl管腳、IN2管腳、IN3管腳以及IN4管腳相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多路數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬信號輸入通道上還分別連接有前端處理模塊，其數(shù)量為四個，模數(shù)轉(zhuǎn)換器則分別通過四個前端處理模塊連接在功率因數(shù)校正系統(tǒng)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多路數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:在所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器上還定義有供現(xiàn)場可編程門陣列器件相連的DBO管腳?DBll管腳、CONVST管腳、INT管腳、RD管腳、CS管腳以及CLK管腳；在所述的現(xiàn)場可編程門陣列器件上則定義有依次與DBO管腳?DBll管腳、CONVST管腳、INT管腳、RD管腳、CS管腳以及CLK管腳相連的DO管腳?Dll管腳、AD_C0NVST管腳、AD_INT管腳、AD_RD管腳、AD_CS管腳以及AD_CLK管腳。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一項(xiàng)所述的一種多路數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:所述的現(xiàn)場可編程門陣列器件為EP2CT144C8N。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多路數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器為AD7874。
【文檔編號】G05B19/042GK203673288SQ201320756042
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】張洪遠(yuǎn) 申請人:成都飛逸計(jì)算機(jī)服務(wù)有限公司