本申請(qǐng)涉及高速數(shù)據(jù)同步采集和數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)據(jù)采集和處理的電路及其設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、多路同步數(shù)據(jù)采集、數(shù)字信號(hào)處理在工業(yè)測(cè)量中有著重要地位。目前行業(yè)內(nèi)大多數(shù)同步采集電路無(wú)法完全滿足工業(yè)測(cè)量要求，具體包括：1、存在采樣速率限制，無(wú)法滿足某些高速或?qū)崟r(shí)應(yīng)用需求。2、不可避免的存在信號(hào)失真和噪聲，由于電路設(shè)計(jì)、傳感器質(zhì)量和生產(chǎn)環(huán)境等因素影響，導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量下降，使得采集的信號(hào)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確且不可靠。3、缺少對(duì)高速數(shù)據(jù)處理的能力，工業(yè)測(cè)量通常需要對(duì)采集的高速信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和算法運(yùn)算。

2、同時(shí)，現(xiàn)有的數(shù)字信號(hào)處理電路也存在一些缺點(diǎn)和挑戰(zhàn)，具體包括：1、算法復(fù)雜性，某些dsp算法的計(jì)算復(fù)雜性很高，需要大量的計(jì)算資源，這導(dǎo)致電路成本的增加和算法難度的提升。2、計(jì)算延遲問(wèn)題，某些dsp算法處理時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致高速信號(hào)處理延時(shí)增加，在某些實(shí)時(shí)測(cè)量中是不可接受的。3、性能與功耗，高性能dsp處理器通常功耗較高，對(duì)于測(cè)量設(shè)備或電路，長(zhǎng)期高功耗運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致其使用壽命縮短。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)主要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種支持多路數(shù)據(jù)采集且能夠?qū)崟r(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)采集和處理電路及搭載了該電路的設(shè)備。

2、第一方面，本申請(qǐng)的實(shí)施例中提供一種數(shù)據(jù)采集和處理的電路，包括：

3、數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取多路原始數(shù)據(jù)；

4、數(shù)據(jù)同步傳輸模塊，連接于所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于對(duì)多路原始數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)鐘同步，得到同步數(shù)據(jù)；

5、數(shù)據(jù)處理模塊，連接于所述數(shù)據(jù)同步傳輸模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊用于獲取所述同步數(shù)據(jù)，并輸出與所述同步數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的算法數(shù)據(jù)，將所述算法數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)同步傳輸模塊；

6、通訊模塊，連接于所述數(shù)據(jù)同步傳輸模塊，以獲取所述同步數(shù)據(jù)和算法數(shù)據(jù)進(jìn)行通訊傳輸。

7、根據(jù)第一方面的一種實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括：

8、模擬量采集模塊，所述模擬量采集模塊用于獲取模擬量數(shù)據(jù)；

9、編碼器采集模塊，所述編碼器采集模塊用于獲取編碼器數(shù)據(jù)；

10、數(shù)字量采集模塊，所述數(shù)字量采集模塊用于獲取數(shù)字量數(shù)據(jù)。

11、根據(jù)第一方面的一種實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)同步傳輸模塊包括：

12、數(shù)據(jù)同步模塊，所述數(shù)據(jù)同步模塊包括濾波模塊和數(shù)據(jù)同步子模塊；所述濾波模塊的輸入端連接所述模擬量采集模塊，以對(duì)所述模擬量數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波；所述數(shù)據(jù)同步子模塊的輸入端連接所述濾波模塊、編碼器采集模塊和數(shù)字量采集模塊，以獲取濾波后的模擬量數(shù)據(jù)、編碼器數(shù)據(jù)和數(shù)字量數(shù)據(jù)，并對(duì)濾波后的模擬量數(shù)據(jù)、編碼器數(shù)據(jù)和數(shù)字量數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)鐘同步，以生成所述同步數(shù)據(jù)；

13、第一接口傳輸模塊，所述第一接口傳輸模塊的輸入端連接所述數(shù)據(jù)同步模塊的第一輸出端，所述第一接口傳輸模塊的輸出端連接所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于將所述同步數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊；

14、高速接口模塊，所述高速接口模塊的第一輸入端連接所述數(shù)據(jù)同步模塊的第二輸出端，以獲取所述同步數(shù)據(jù)；所述高速接口模塊的第二輸入端連接于所述數(shù)據(jù)處理模塊，以獲取所述算法數(shù)據(jù)；所述高速接口模塊的輸出端連接于所述通訊模塊，用于發(fā)送所述同步數(shù)據(jù)和算法數(shù)據(jù)。

15、根據(jù)第一方面的一種實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括：

16、內(nèi)存模塊，所述內(nèi)存模塊連接于所述第一接口傳輸模塊，所述內(nèi)存模塊用于獲取所述同步數(shù)據(jù)，并輸出所述算法數(shù)據(jù)；

17、第二接口傳輸模塊，所述第二接口傳輸模塊的輸入端連接所述內(nèi)存模塊，所述第二接口傳輸模塊的輸出端連接所述數(shù)據(jù)同步傳輸模塊，以將所述算法數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)同步傳輸模塊。

18、根據(jù)第一方面的一種實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)同步傳輸模塊還包括arm模塊，所述arm模塊連接于高速接口模塊，以存儲(chǔ)所述同步數(shù)據(jù)和算法數(shù)據(jù)。

19、根據(jù)第一方面的一種實(shí)施例中，所述電路還包括邏輯控制模塊，所述邏輯控制模塊連接所述數(shù)據(jù)同步模塊，以控制所述濾波模塊的截止頻率；所述邏輯控制模塊還連接所述高速接口模塊，以控制所述高速接口模塊向通訊模塊發(fā)送同步數(shù)據(jù)和算法數(shù)據(jù)的傳輸速率；所述邏輯控制模塊還連接所述數(shù)據(jù)采集模塊，以控制所述數(shù)據(jù)采集模塊的采樣參數(shù)。

20、根據(jù)第一方面的一種實(shí)施例中，所述編碼器采集模塊和數(shù)字量采集模塊均包括光耦隔離模塊，以對(duì)編碼器數(shù)據(jù)和數(shù)字量數(shù)據(jù)進(jìn)行電氣隔離。

21、根據(jù)第一方面的一種實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)同步傳輸模塊將所述同步數(shù)據(jù)復(fù)制兩路，一路輸出于所述數(shù)據(jù)處理模塊，另一路輸出于所述通訊模塊。

22、根據(jù)第一方面的一種實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)同步傳輸模塊包括xc7z7020芯片，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括tms320c6748芯片。

23、第二方面，本申請(qǐng)的實(shí)施例中提供一種數(shù)據(jù)采集和處理的設(shè)備，所述數(shù)據(jù)采集和處理的設(shè)備采用上述任意一種實(shí)施例中所述的數(shù)據(jù)采集和處理的電路。

24、根據(jù)上述實(shí)施例的數(shù)據(jù)采集和處理電路及其設(shè)備，在該電路中包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)同步傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和通訊模塊。利用數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)多路原始數(shù)據(jù)的采集，利用數(shù)據(jù)同步傳輸模塊對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到同步數(shù)據(jù)，并保證同步數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。利用數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)同步數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理從而生成算法數(shù)據(jù)，將算法數(shù)據(jù)再發(fā)送給數(shù)據(jù)同步傳輸模塊，最后再利用通訊模塊將算法數(shù)據(jù)和同步數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)，從而保證同步數(shù)據(jù)的同步性和算法數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，為工業(yè)測(cè)量提供技術(shù)支持。

技術(shù)特征：

1.一種數(shù)據(jù)采集和處理的電路，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)采集和處理的電路，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括：

3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)采集和處理的電路，其特征在于，所述數(shù)據(jù)同步傳輸模塊包括：

4.如權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)采集和處理的電路，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括：

5.如權(quán)利要求3中所述的數(shù)據(jù)采集和處理的電路，其特征在于，所述數(shù)據(jù)同步傳輸模塊還包括arm模塊，所述arm模塊連接于高速接口模塊，以存儲(chǔ)所述同步數(shù)據(jù)和算法數(shù)據(jù)。

6.如權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)采集和處理的電路，其特征在于，所述電路還包括邏輯控制模塊，所述邏輯控制模塊連接所述數(shù)據(jù)同步模塊，以控制所述濾波模塊的截止頻率；所述邏輯控制模塊還連接所述高速接口模塊，以控制所述高速接口模塊向通訊模塊發(fā)送同步數(shù)據(jù)和算法數(shù)據(jù)的傳輸速率；所述邏輯控制模塊還連接所述數(shù)據(jù)采集模塊，以控制所述數(shù)據(jù)采集模塊的采樣參數(shù)。

7.如權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)采集和處理的電路，其特征在于，所述編碼器采集模塊和數(shù)字量采集模塊均包括光耦隔離模塊，以對(duì)編碼器數(shù)據(jù)和數(shù)字量數(shù)據(jù)進(jìn)行電氣隔離。

8.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)采集和處理的電路，其特征在于，所述數(shù)據(jù)同步傳輸模塊將所述同步數(shù)據(jù)復(fù)制兩路，一路輸出于所述數(shù)據(jù)處理模塊，另一路輸出于所述通訊模塊。

9.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)采集和處理的電路，其特征在于，所述數(shù)據(jù)同步傳輸模塊包括xc7z7020芯片，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括tms320c6748芯片。

10.一種數(shù)據(jù)采集和處理的設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集和處理的設(shè)備采用如權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的數(shù)據(jù)采集和處理的電路。

技術(shù)總結(jié)
一種數(shù)據(jù)采集和處理的電路及其設(shè)備，涉及高速數(shù)據(jù)同步采集和數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域。該電路包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)同步傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和通訊模塊。數(shù)據(jù)采集模塊用于獲取多路原始數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)同步傳輸模塊連接于數(shù)據(jù)采集模塊，用于對(duì)多路原始數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)鐘同步，得到同步數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理模塊連接于數(shù)據(jù)同步傳輸模塊，數(shù)據(jù)處理模塊用于獲取同步數(shù)據(jù)，并輸出與同步數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的算法數(shù)據(jù)，將算法數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)同步傳輸模塊；通訊模塊連接于數(shù)據(jù)同步傳輸模塊，以獲取同步數(shù)據(jù)和算法數(shù)據(jù)進(jìn)行通訊傳輸。

技術(shù)研發(fā)人員：孫樹,徐飛洋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：常州市大成真空技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240429
技術(shù)公布日：2025/1/9