文獻標識碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.212068
中文引用格式: 趙前,羅通頂,陳彥麗,等. 高性能數據采集系統核心器件國產化水平研究[J].電子技術應用,2022,48(5):7-11,20.
英文引用格式: Zhao Qian,Luo Tongding,Chen Yanli,et al. Research of data acquisition instrument based on domestic key chip[J]. Application of Electronic Technique,2022,48(5):7-11,20.
0 引言
自然界或者人工產生模擬信號,比如聲音、光線、脈沖信號等,這些信號不能直接被數字系統識別并記錄,這時需要模數轉換系統將模擬信號轉為數字碼,經過計算機處理,人類就可以對信號進行分析處理,模數轉換系統起到了自然與人之間橋梁的作用。
模數轉換系統主要分為示波器與數據采集系統兩類,在相同性能參數情況下,示波器有集成度高等特點,數據采集系統有可定制性強、數據在線處理能力強等特點。在高能物理、粒子物理實驗、輻射探測等科學研究領域,測量系統需要滿足不同的物理需求,數據采集系統因可定制性強等特點被廣泛應用。
數據采集系統結構如圖1所示,首先模擬信號經過前置模擬電路進行預處理,如單端輸入轉差分電路等,經調理過的模擬信號進入模數轉換器(Analog to Digital Converter,ADC)芯片進行模數轉換,ADC輸出量化編碼至現場可編程邏輯門陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)芯片,當ADC輸出的采樣數據率高于FPGA內部邏輯資源的處理速率時,FPGA不能直接接收數據進入其內部邏輯資源,這時需要對ADC的輸出數據進行接收轉換、延時調整和降速處理等操作,才能進入FPGA內部處理,再通過外部總線協議讀取DDR或FPGA內部的緩存數據做在線數據分析或離線數據分析,數據采集系統還包括一些外圍電路,比如前端模擬電路、時鐘電路、外觸發模塊及電源模塊等[1-4]。
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作者信息:
趙 前,羅通頂,陳彥麗,王 晶,呂宗璟,李海濤,張雁霞,阮林波
(西北核技術研究所 強脈沖輻射環境模擬與效應國家重點實驗室,陜西 西安710024)