一種基于PXIe總線的多通道射頻信號同步采集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于PXIe總線的多通道射頻信號同步采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由PXIe機箱、控制器、同步模塊、射頻信號采集及存儲模塊構(gòu)成。其中：PXIe機箱內(nèi)部設(shè)有PXIe總線，控制器、同步模塊和射頻信號采集及存儲模塊均通過PXIe機箱插槽連接至PXIe機箱的PXIe總線上。該系統(tǒng)基于PXIe總線技術(shù)構(gòu)建、實現(xiàn)同步信號的路由、信號的高速同步采集傳輸存儲。該系統(tǒng)通過同步模塊生成同步采樣時鐘及同步觸發(fā)信號，驅(qū)動射頻信號采集及存儲模塊的多通道同步采集。該系統(tǒng)用戶可以根據(jù)需求靈活配置機箱及采集通道數(shù)。該系統(tǒng)是一種具有高同步性能，配置靈活的射頻信號同步采集系統(tǒng)。
【專利說明】一種基于PXIe總線的多通道射頻信號同步采集系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種射頻信號采集系統(tǒng)，尤其是一種基于PXIe總線的多通道射頻信號同步采集系統(tǒng)。 【背景技術(shù)】
[0002]射頻信號采集系統(tǒng)通常應(yīng)用于通信及測量領(lǐng)域，用于將射頻信號變頻并數(shù)字化，以便于信號的離線分析、信號回放等應(yīng)用。
[0003]對于多通道射頻信號采集系統(tǒng)，高采樣率對數(shù)據(jù)的傳輸和存儲的速率要求很高。系統(tǒng)需要將多通道信號采集模塊產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，經(jīng)過總線實時傳輸、寫入存儲模塊。
[0004]對于多通道射頻信號采集系統(tǒng)，各通道的同步是一項非常重要的性能指標(biāo)。通常為了保證采集的同步性能，需要各采集通道共享采集時鐘信號、采集觸發(fā)信號，并在系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)中充分考慮各采集通道中不同信號路由、不同器件導(dǎo)致的同步性能差異。
[0005]面向儀器系統(tǒng)的PCI擴展(PXI)系統(tǒng)是一種被工業(yè)界廣泛接受的測試測量儀器系統(tǒng)平臺。其升級版本PXIe平臺提供了更高的總線帶寬，專用的高性能同步總線。PXIe系統(tǒng)由PXIe機箱、控制器和外圍模塊構(gòu)成。PXIe總線技術(shù)配合模塊化的射頻模塊可以靈活配置通信及測試系統(tǒng)，搭建面向各種應(yīng)用的測試測量儀器，例如GPS信號同步采集、北斗信號同
張f隹坐
少Ttv:?寸O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了實現(xiàn)多通道射頻信號同步采集，本實用新型的目的在于提出了一種基于PXIe總線的射頻信號同步采集系統(tǒng)，用戶可以根據(jù)實際應(yīng)用需求，靈活配置系統(tǒng)的通道數(shù)。本實用新型中的設(shè)計，滿足了高速數(shù)據(jù)傳輸及存儲需求，保證了不同配置下通道間良好同步性倉泛。
[0007]根據(jù)采集系統(tǒng)所配置的通道數(shù)的不同，可以配置為單機箱和多機箱系統(tǒng)。
[0008]本實用新型提出的基于PXIe總線的多通道射頻信號同步采集系統(tǒng)，所述同步采集系統(tǒng)采用單機箱系統(tǒng)，由PXIe機箱1、控制器2、同步模塊3和射頻信號采集及存儲模塊4組成，其中=PXIe機箱I內(nèi)部設(shè)有PXIe總線，控制器2、同步模塊3和射頻信號采集及存儲模塊4均通過PXIe機箱插槽連接至PXIe機箱的PXIe總線上。
[0009]本實用新型中，所述同步模塊3包括采樣時鐘源5、觸發(fā)信號源6、參考時鐘源7和外參考時鐘8，所述參考時鐘源7的輸入端連接外參考時鐘8，輸出端連接PXIe總線，采樣時鐘源5和觸發(fā)信號源6的輸出端分別連接PXIe總線。
[0010]本實用新型中，所述若干個單機箱系統(tǒng)串聯(lián)，構(gòu)成多機箱系統(tǒng)，其中一個單機箱系統(tǒng)作為主機箱，其余單機箱系統(tǒng)作為從機箱，每個同步模塊3內(nèi)的采樣時鐘源6、觸發(fā)信號源6分別通過相同的連接線連接主機箱上的PXIe總線或從機箱上的PXIe總線。
[0011]本實用新型中，PXIe機箱I內(nèi)部集成PXIe總線，可以傳輸參考時鐘、采樣時鐘、觸發(fā)信號及數(shù)據(jù)信息等。[0012]本實用新型所提出的信號采集系統(tǒng)中，控制器2運行采集軟件，控制器2中各個模塊的工作，具體功能包括:
[0013]1.運行采集軟件，配置同步模塊3的參考時鐘源，控制同步模塊3產(chǎn)生采樣時鐘及觸發(fā)信號，并將其路由至輸出端口，將特定輸入端口信號路由至PXIe總線。
[0014]2.運行采集軟件，控制射頻信號采集及存儲模塊4各個通道對射頻信號變頻并數(shù)字化，將數(shù)據(jù)經(jīng)PXIe總線傳輸至控制器2，再由控制器2將數(shù)據(jù)寫入射頻信號采集及存儲模塊4的磁盤存儲器中。
[0015]本實用新型所提出的采集系統(tǒng)中，同步模塊3主要功能是配置和產(chǎn)生參考時鐘、采樣時鐘及觸發(fā)信號。各個信號可路由至PXIe總線供本地機箱各個模塊使用，也可路由至同步模塊3的輸出端口，供其他機箱的同步模塊3使用。同步模塊3的具體功能包括:
[0016]1.使用外部參考時鐘或者內(nèi)部高精度時鐘源，將其路由至PXIe總線，作為系統(tǒng)內(nèi)各模塊的參考時鐘源。
[0017]2.生成采樣時鐘信號，并控制采樣時鐘信號的路由。
[0018]3.生成觸發(fā)信號，并控制觸發(fā)信號的路由。
[0019]本實用新型所提出的采集系統(tǒng)中，射頻信號采集及存儲模塊4主要功能是基于PXIe總線上的各同步信號實現(xiàn)各通道射頻信號變頻、采集及存儲。具體功能包括:
[0020]1.各通道使用PXIe總線上的時鐘作為參考時鐘，驅(qū)動本通道變頻器及采集器工作，保證通道間的時鐘同步性能。
[0021]2.各通道變頻器的本振信號可以以菊花鏈方式連接，保證通道間本振信號的同步性能。
[0022]3.各通道使用PXIe總線上來源于同步模塊3的采樣時鐘作為采樣時鐘，對中頻信號進行采集。PXIe總線保證了同步模塊3至射頻信號采集及存儲模塊4各通道的采樣時鐘間同步性能。
[0023]4.各通道采集器使用PXIe總線上來源于同步模塊3的觸發(fā)信號作為采集觸發(fā)信號。PXIe總線保證了同步模塊3至射頻信號采集及存儲模塊4各通道的觸發(fā)信號間同步性倉泛。
[0024]5.各通道采集器將采集數(shù)據(jù)經(jīng)PXIe總線，傳送至控制器2，并在控制器2的控制下，將采集數(shù)據(jù)寫入本通道磁盤存儲器中。PXIe總線提供的高帶寬滿足多通道高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?br> [0025]多機箱系統(tǒng)是由多個單機箱系統(tǒng)組成。機箱間的參考時鐘、采樣時鐘、觸發(fā)信號連接線需要使用和單機箱相同的信號連接線，以保證了系統(tǒng)內(nèi)所有采集通道的同步性能。如圖3所示。
[0026]在多機箱系統(tǒng)中對于米樣時鐘，主機箱同步模塊3的輸出端口將米樣時鐘輸送至從機箱同步模塊3，并由從機箱同步模塊3將采樣時鐘輸送至從機箱的PXIe總線。采樣時鐘由主機箱同步模塊3產(chǎn)生，并通過相同的傳輸路徑長度路由至各機箱射頻信號采集及存儲模塊4的各通道。從而保證系統(tǒng)中不同機箱的各采集通道的同步采集。
[0027]在多機箱系統(tǒng)中對于觸發(fā)信號，主機箱同步模塊3的輸出端口將觸發(fā)信號輸送至從機箱同步模塊3，并由從機箱同步模塊3將觸發(fā)信號輸送至從機箱的PXIe總線。觸發(fā)信號由主機箱同步模塊3產(chǎn)生，并通過相同的傳輸路徑長度路由至各機箱射頻信號采集及存儲模塊4的各通道。從而保證系統(tǒng)中不同機箱的各采集通道的同步觸發(fā)采集。
[0028]本實用新型的有益效果是:基于PXIe總線技術(shù)搭建一種支持多通道射頻信號同步采集系統(tǒng)。系統(tǒng)通道數(shù)據(jù)可根據(jù)實際采樣需求配置。在通道間同步方面的設(shè)計保證了系統(tǒng)良好的同步采集性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是本實用新型一種基于PXIe總線的多通道射頻信號同步采集系統(tǒng)的單機箱配置構(gòu)成圖。
[0030]圖2是本實用新型一種基于PXIe總線的多通道射頻信號同步采集系統(tǒng)的單機箱配置同步模塊3信號連線圖。
[0031]圖3是本實用新型一種基于PXIe總線的多通道射頻信號同步采集系統(tǒng)的多機箱配置同步模塊3信號連線圖。
[0032]圖中標(biāo)號:1.PXIe機箱，2.控制器，3.同步模塊，4.射頻信號采集及存儲模塊，
5.米樣時鐘源，6.觸發(fā)信號源，7.參考時鐘源,8.外參考時鐘。
【具體實施方式】
[0033]下面通過具體實施例對本實用新型進一步說明。
[0034]實施例1:將下列各部件按圖1所示方式組裝，該領(lǐng)域技術(shù)人員均能順利實施。PXIe機箱I采用NI PXIe-1085機箱，其背板總線為PXIe總線，實現(xiàn)采樣時鐘及觸發(fā)信號的路由?？刂破?采用NI PXIe-8135控制器。同步模塊3采用NI PXIe_6674T+ NIPX1-6682H的組合，其中NI PXIe_6674T可為系統(tǒng)產(chǎn)生采樣時鐘，NI PX1-6682T可為系統(tǒng)產(chǎn)生觸發(fā)信號。射頻信號采集及存儲模塊4的一個通道可由NI PXIe-5652+NI PXIe-5601+NI PXIe-7966+ NI 5761+NI 8262+NI HDD8265 組合實現(xiàn)。具體配置如表 I 所示。在 NIPXIe-1085機箱中，單機箱射頻信號采集及存儲可最多配置為3通道。
[0035]表I
[0036]
【權(quán)利要求】
1.一種基于PXIe總線的多通道射頻信號同步采集系統(tǒng)，其特征在于同步采集系統(tǒng)采用單機箱系統(tǒng)，由PXIe機箱⑴、控制器(2)、同步模塊(3)和射頻信號采集及存儲模塊(4)組成，其中=PXIe機箱(1)內(nèi)部設(shè)有PXIe總線，控制器(2)、同步模塊(3)和射頻信號采集及存儲模塊(4)均通過PXIe機箱插槽連接至PXIe機箱的PXIe總線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PXIe總線的多通道射頻信號同步采集系統(tǒng)，其特征所述同步模塊(3)包括采樣時鐘源(5)、觸發(fā)信號源(6)、參考時鐘源(7)和外參考時鐘(8)，所述參考時鐘源(7)的輸入端連接外參考時鐘(8)，輸出端連接PXIe總線，采樣時鐘源(5)和觸發(fā)信號源(6)的輸出端分別連接PXIe總線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于PXIe總線的多通道射頻信號同步采集系統(tǒng)，其特征在于所述若干個單機箱系統(tǒng)串聯(lián)，構(gòu)成多機箱系統(tǒng)，其中一個單機箱系統(tǒng)作為主機箱，其余單機箱系統(tǒng)作為從機箱，每個同步模塊(3)內(nèi)的采樣時鐘源(5)、觸發(fā)信號源(6)分別通過相同的連接線連接主機箱或從機箱上的PXIe總線 。
【文檔編號】G06F13/38GK203376745SQ201320488650
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
【發(fā)明者】李遠朝, 左中梁, 邵暉, 張喜慶, 俞一鳴, 陳柯 申請人:上海聚星儀器有限公司