本申請涉及數(shù)據(jù)采集裝置和方法的，尤其是涉及一種雙adc數(shù)據(jù)采集處理裝置和方法。

背景技術(shù)：

1、數(shù)據(jù)采集裝置的主要作用是將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，便于后端進行數(shù)據(jù)分析和處理，動態(tài)范圍是衡量數(shù)據(jù)采集裝置性能的一個重要技術(shù)指標。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集裝置，采用單adc、單放大電路的結(jié)構(gòu)形式對模擬信號進行采樣，裝置的動態(tài)范圍由單adc的有效位數(shù)決定，比如24bit?adc動態(tài)范圍約為120db。提高數(shù)據(jù)采集裝置的動態(tài)范圍，是業(yè)界一直追求的目標。

2、對于單adc架構(gòu)的數(shù)據(jù)采集裝置，采用多套不同采集量程的采集裝置對同一模擬信號進行采集可以增加裝置的動態(tài)范圍，例如公開號為cn?102297703a的發(fā)明申請公開了一種數(shù)據(jù)采集設(shè)備，該數(shù)據(jù)采集設(shè)備對每路測量信號使用多個ad模數(shù)轉(zhuǎn)換器同步進行采樣，并且在每個ad模數(shù)轉(zhuǎn)換器前使用具有不同但固定的放大倍數(shù)的放大器進行放大，從而同時得到了在多個量程下進行測量的數(shù)字信號?？刂破鹘邮彰總€放大器由模數(shù)轉(zhuǎn)換器經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字放大信號，并根據(jù)測量信號的大小和相應模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍來選擇多條放大通路中的一條放大通路的輸出作為最終的輸出信號。

3、然而由于上述數(shù)據(jù)采集設(shè)備只能選擇多個放大器之一輸出并經(jīng)由相應模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的數(shù)字放大信號作為輸出信號，而單一的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的動態(tài)測量范圍十分有限，對于大信號上疊加微小信號的應用場景，無法同時采集大信號和小信號，不能較好地滿足實際應用需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請的目的是提供一種雙adc數(shù)據(jù)采集處理裝置和方法，用于解決相關(guān)技術(shù)中的數(shù)據(jù)采集設(shè)備對于大信號上疊加微小信號的應用場景，無法同時采集大信號和小信號，不能較好地滿足實際應用需求的問題。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┑囊环N雙adc數(shù)據(jù)采集處理裝置采用如下的技術(shù)方案：

3、一種雙adc數(shù)據(jù)采集處理裝置，包括：

4、采集裝置本體，所述采集裝置本體包括放大電路、數(shù)據(jù)采集模塊和fpga信號處理模塊；

5、所述放大電路設(shè)有兩路，兩路所述放大電路具有不同的放大倍數(shù)，并用于對模擬信號進行不同倍率的信號放大；

6、所述數(shù)據(jù)采集模塊包括兩個adc芯片，兩個所述adc芯片具有不同的量程，兩個所述adc芯片分別與兩路所述放大電路連接，并用于將放大電路放大后的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；

7、所述fpga信號處理模塊與兩個所述adc芯片連接，并用于產(chǎn)生adc采樣同步時鐘，同時將兩個adc芯片輸出的同一時刻的數(shù)字信號進行實時拼接還原處理。

8、可選的，所述采集裝置本體還包括信號調(diào)理電路，所述信號調(diào)理電路與兩路所述放大電路連接，所述信號調(diào)理電路用于對輸入至所述放大電路的模擬信號進行放大和濾波。

9、可選的，還包括箱體和封堵機構(gòu)，所述采集裝置本體還包括殼體，所述放大電路、數(shù)據(jù)采集模塊和fpga信號處理模塊設(shè)于所述殼體內(nèi)，所述殼體上設(shè)有采集接口，所述殼體置于所述箱體內(nèi)，所述箱體上設(shè)有用于避讓所述采集接口的通槽，所述封堵機構(gòu)設(shè)于所述箱體上，并用于對所述通槽進行可開閉封堵。

10、可選的，所述封堵機構(gòu)包括兩塊端蓋、第一彈性件和兩片封板，兩塊所述端蓋可開閉設(shè)于所述箱體的通槽處，所述第一彈性件設(shè)于所述箱體上，并作用于所述端蓋，所述第一彈性件用于推動兩塊所述端蓋閉合，所述端蓋上設(shè)有線孔，兩片封板分別滑動設(shè)于兩塊所述端蓋上，并用于可開閉封堵于所述線孔。

11、可選的，所述封堵機構(gòu)還包括第二彈性件，所述端蓋上設(shè)有與所述線孔貫通的導向槽，所述封板滑動設(shè)于所述導向槽內(nèi)，所述第二彈性件設(shè)于所述端蓋上，并作用于所述封板，所述第二彈性件用于推動兩塊所述端蓋上的封板對向移動。

12、可選的，所述封堵機構(gòu)還包括鎖定組件，所述鎖定組件包括楔形塊和第三彈性件，所述箱體上設(shè)有滑槽以及與所述滑槽貫通的連接孔，所述端蓋上設(shè)有能夠與所述連接孔插接的鎖舌，所述鎖舌上設(shè)有鎖槽，所述楔形塊滑動設(shè)于所述滑槽內(nèi)，并能夠與所述鎖槽卡接，所述第三彈性件設(shè)于所述箱體上，并作用于所述楔形塊，所述第三彈性件用于推動所述楔形塊朝所述鎖槽移動。

13、可選的，還包括氣囊、外框、進氣機構(gòu)和高壓氣瓶，所述外框設(shè)于所述箱體外側(cè)，并通過彈性柱與所述箱體連接，所述氣囊設(shè)于所述箱體與所述外框之間，所述氣囊的兩端朝所述箱體的兩端向外延伸，所述高壓氣瓶設(shè)于所述外框上，并通過進氣機構(gòu)與所述氣囊內(nèi)部連接，當所述氣囊內(nèi)部的氣壓小于設(shè)定值時，所述進氣機構(gòu)接通所述高壓氣瓶和所述氣囊。

14、可選的，所述進氣機構(gòu)包括氣倉、氣閥、活塞和第四彈性件，所述氣倉設(shè)于所述外框上，并與所述氣囊內(nèi)部連通，所述氣倉通過管體與所述高壓氣瓶連通，所述管體的端部設(shè)有第一氣孔，所述氣閥轉(zhuǎn)動設(shè)于所述管體內(nèi)，所述氣閥上設(shè)有能夠與所述第一氣孔重合或錯開的第二氣孔，所述氣倉上設(shè)有與氣倉內(nèi)部和外部連通的筒體，所述活塞滑動設(shè)于所述筒體內(nèi)，并與所述氣閥連接，當所述活塞滑動時能夠驅(qū)動所述氣閥轉(zhuǎn)動，所述第四彈性件設(shè)于所述氣倉上，并作用于所述活塞。

15、可選的，所述進氣機構(gòu)還包括轉(zhuǎn)軸、蝸桿和傳動齒條，所述氣閥上設(shè)有第一齒輪，所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動設(shè)于所述氣倉內(nèi)，所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)有蝸輪以及與所述第一齒輪嚙合的第二齒輪，所述蝸桿轉(zhuǎn)動設(shè)于所述氣倉內(nèi)，并與所述蝸輪嚙合，所述蝸桿上設(shè)有第三齒輪，所述傳動齒條與活塞固接，并與所述第三齒輪嚙合。

16、第二方面，本申請?zhí)峁┑囊环N雙adc數(shù)據(jù)采集處理方法采用如下的技術(shù)方案：

17、一種雙adc數(shù)據(jù)采集處理方法，基于所述的一種雙adc數(shù)據(jù)采集處理裝置，并包括以下步驟：

18、步驟1、通過信號調(diào)理電路對輸入的模擬信號進行放大和濾波；

19、步驟2、通過兩路放大電路對調(diào)理后的模擬信號進行不同倍率的信號放大；

20、步驟3、不同倍率放大后的信號分別傳輸至兩個adc芯片，兩個adc芯片由fpga信號處理模塊產(chǎn)生的同步采樣時鐘控制，adc芯片經(jīng)過保持、量化和編碼信號處理，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并傳輸至fpga信號處理模塊；

21、步驟4、通過fpga信號處理模塊將兩個adc芯片輸出的同一時刻的數(shù)字信號進行實時拼接還原處理，擴大每一幀數(shù)據(jù)的動態(tài)范圍。

22、綜上所述，本申請包括以下至少一種有益技術(shù)效果：通過兩路放大電路對信號調(diào)理電路調(diào)理后的模擬信號進行不同倍率的信號放大，不同倍率放大后的信號分別傳輸至兩個adc芯片，adc芯片經(jīng)過保持、量化和編碼等信號處理，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并通過fpga信號處理模塊將兩個adc芯片輸出的同一時刻的數(shù)字信號進行實時拼接還原處理。由于兩個adc芯片具有不同的量程，通過兩路放大電路對模擬信號進行不同倍率的放大后，通過其中一個大量程的adc芯片對大信號進行測量，通過一個小量程的adc芯片對小信號進行測量，從而可同時采集大信號和小信號，可較好地滿足實際應用場景中大信號上疊加微小信號的采集需求。

技術(shù)特征：

1.一種雙adc數(shù)據(jù)采集處理裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙adc數(shù)據(jù)采集處理裝置，其特征在于，所述采集裝置本體(10)還包括信號調(diào)理電路(11)，所述信號調(diào)理電路(11)與兩路所述放大電路(12)連接，所述信號調(diào)理電路(11)用于對輸入至所述放大電路(12)的模擬信號進行放大和濾波。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙adc數(shù)據(jù)采集處理裝置，其特征在于，還包括箱體(20)和封堵機構(gòu)(30)，所述采集裝置本體(10)還包括殼體(15)，所述放大電路(12)、數(shù)據(jù)采集模塊和fpga信號處理模塊(14)設(shè)于所述殼體(15)內(nèi)，所述殼體(15)上設(shè)有采集接口(16)，所述殼體(15)置于所述箱體(20)內(nèi)，所述箱體(20)上設(shè)有用于避讓所述采集接口(16)的通槽(21)，所述封堵機構(gòu)(30)設(shè)于所述箱體(20)上，并用于對所述通槽(21)進行可開閉封堵。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種雙adc數(shù)據(jù)采集處理裝置，其特征在于，所述封堵機構(gòu)(30)包括兩塊端蓋(31)、第一彈性件和兩片封板(33)，兩塊所述端蓋(31)可開閉設(shè)于所述箱體(20)的通槽(21)處，所述第一彈性件設(shè)于所述箱體(20)上，并作用于所述端蓋(31)，所述第一彈性件用于推動兩塊所述端蓋(31)閉合，所述端蓋(31)上設(shè)有線孔(311)，兩片封板(33)分別滑動設(shè)于兩塊所述端蓋(31)上，并用于可開閉封堵于所述線孔(311)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種雙adc數(shù)據(jù)采集處理裝置，其特征在于，所述封堵機構(gòu)(30)還包括第二彈性件，所述端蓋(31)上設(shè)有與所述線孔(311)貫通的導向槽(315)，所述封板(33)滑動設(shè)于所述導向槽(315)內(nèi)，所述第二彈性件設(shè)于所述端蓋(31)上，并作用于所述封板(33)，所述第二彈性件用于推動兩塊所述端蓋(31)上的封板(33)對向移動。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種雙adc數(shù)據(jù)采集處理裝置，其特征在于，所述封堵機構(gòu)(30)還包括鎖定組件，所述鎖定組件包括楔形塊(36)和第三彈性件，所述箱體(20)上設(shè)有滑槽(251)以及與所述滑槽(251)貫通的連接孔(252)，所述端蓋(31)上設(shè)有能夠與所述連接孔(252)插接的鎖舌(316)，所述鎖舌(316)上設(shè)有鎖槽(3161)，所述楔形塊(36)滑動設(shè)于所述滑槽(251)內(nèi)，并能夠與所述鎖槽(3161)卡接，所述第三彈性件設(shè)于所述箱體(20)上，并作用于所述楔形塊(36)，所述第三彈性件用于推動所述楔形塊(36)朝所述鎖槽(3161)移動。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種雙adc數(shù)據(jù)采集處理裝置，其特征在于，還包括氣囊(40)、外框(50)、進氣機構(gòu)(60)和高壓氣瓶(70)，所述外框(50)設(shè)于所述箱體(20)外側(cè)，并通過彈性柱與所述箱體(20)連接，所述氣囊(40)設(shè)于所述箱體(20)與所述外框(50)之間，所述氣囊(40)的兩端朝所述箱體(20)的兩端向外延伸，所述高壓氣瓶(70)設(shè)于所述外框(50)上，并通過進氣機構(gòu)(60)與所述氣囊(40)內(nèi)部連接，當所述氣囊(40)內(nèi)部的氣壓小于設(shè)定值時，所述進氣機構(gòu)(60)接通所述高壓氣瓶(70)和所述氣囊(40)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種雙adc數(shù)據(jù)采集處理裝置，其特征在于，所述進氣機構(gòu)(60)包括氣倉(61)、氣閥(62)、活塞(63)和第四彈性件，所述氣倉(61)設(shè)于所述外框(50)上，并與所述氣囊(40)內(nèi)部連通，所述氣倉(61)通過管體(65)與所述高壓氣瓶(70)連通，所述管體(65)的端部設(shè)有第一氣孔(651)，所述氣閥(62)轉(zhuǎn)動設(shè)于所述管體(65)內(nèi)，所述氣閥(62)上設(shè)有能夠與所述第一氣孔(651)重合或錯開的第二氣孔(621)，所述氣倉(61)上設(shè)有與氣倉(61)內(nèi)部和外部連通的筒體(66)，所述活塞(63)滑動設(shè)于所述筒體(66)內(nèi)，并與所述氣閥(62)連接，當所述活塞(63)滑動時能夠驅(qū)動所述氣閥(62)轉(zhuǎn)動，所述第四彈性件設(shè)于所述氣倉(61)上，并作用于所述活塞(63)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種雙adc數(shù)據(jù)采集處理裝置，其特征在于，所述進氣機構(gòu)(60)還包括轉(zhuǎn)軸(67)、蝸桿(68)和傳動齒條(69)，所述氣閥(62)上設(shè)有第一齒輪(622)，所述轉(zhuǎn)軸(67)轉(zhuǎn)動設(shè)于所述氣倉(61)內(nèi)，所述轉(zhuǎn)軸(67)上設(shè)有蝸輪(671)以及與所述第一齒輪(622)嚙合的第二齒輪(672)，所述蝸桿(68)轉(zhuǎn)動設(shè)于所述氣倉(61)內(nèi)，并與所述蝸輪(671)嚙合，所述蝸桿(68)上設(shè)有第三齒輪(681)，所述傳動齒條(69)與活塞(63)固接，并與所述第三齒輪(681)嚙合。

10.一種雙adc數(shù)據(jù)采集處理方法，其特征在于，基于權(quán)利要求2所述的一種雙adc數(shù)據(jù)采集處理裝置，并包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┮环N雙ADC數(shù)據(jù)采集處理裝置和方法，涉及涉及數(shù)據(jù)采集裝置和方法的技術(shù)領(lǐng)域，雙ADC數(shù)據(jù)采集處理裝置，包括采集裝置本體，采集裝置本體包括放大電路、數(shù)據(jù)采集模塊和FPGA信號處理模塊；放大電路設(shè)有兩路，兩路放大電路具有不同的放大倍數(shù)；數(shù)據(jù)采集模塊包括兩個ADC芯片，兩個ADC芯片具有不同的量程，兩個ADC芯片分別與兩路放大電路連接；FPGA信號處理模塊與兩個ADC芯片連接，并用于產(chǎn)生ADC采樣同步時鐘。通過兩路放大電路對模擬信號進行不同倍率的放大后，通過其中一個大量程的ADC芯片對大信號進行測量，通過一個小量程的ADC芯片對小信號進行測量，從而可同時采集大信號和小信號，可較好地滿足實際應用場景中大信號上疊加微小信號的采集需求。

技術(shù)研發(fā)人員：焦富清
受保護的技術(shù)使用者：武漢普創(chuàng)數(shù)據(jù)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2