[实用新型]B类LXI多功能数据采集仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种B类LXI总线多功能数据采集仪电路。

背景技术

Agilent和VXI Technology公司于2004年提出了一种新的仪器总线-LXI(LAN eXtensions for Instrumentation)。LXI仪器无须专门的背板总线机箱和零槽控制器，直接利用通用PC的标准LAN接口，很大程度上降低了开发和应用成本。而LAN又是业界最稳定和生命周期最长并且还在不断发展的开放式工业标准，各厂商很容易将现有的仪器产品移植到LAN平台上来，这些都为组建更大范围的分布式自动测控系统提供了方便。同时LXI总线标准定义了基于IEEE1588的精密时间同步功能，在测试测量领域第一次引入了基于时间触发的概念，很容易构建实时测试系统。

目前基于扫描模式的数据采集仪功能单一，现有的16位精度的多功能卡的扫描频率均低于1MSa/s，且在板缓存较小。随着现代科学技术的迅速发展，尤其是在航空航天、军事领域，对于多功能扫描采集的采样精度和速度要求也越来越高。在这种情况下，开发高速高精度的LXI总线多功能数据采集仪具有很好的工程应用价值。特别是在分布式测控系统中，要求测试仪器具有远距离程控功能，现有的总线如GPIB、PCI/PXI等都无法很好的满足要求，LXI总线的多功能数据采集仪系统的满足了采样率高、板载缓存大、易于组建分布式测控系统等要求。

发明内容

解决现有的数据采集仪功能单一，扫描频率均低，且在板缓存较小无法满足越来越高的采样精度和速度要求的技术问题，本实用新型提供了一种B类LXI多功能数据采集仪。

本实用新型的技术解决方案：

B类LXI多功能数据采集仪，其特殊之处在于：包括B类LXI接口模块、用于实现模拟采集、模拟量输出、数字量输入输出的多功能数据采集仪功能模块、LED指示模块；

所述B类LXI接口模块包括嵌入式处理器电路、IEEE 1588触发管理电路、FLASH存储电路、DDR动态存储电路以及LAN接口通信电路；

嵌入式处理器电路是用于提供与控制计算机通讯的网络接口，实现程序存储和处理相关的LXI总线协议；

IEEE 1588触发管理电路用于处理1588协议，管理1588相关触发和提取时间戳；

FLASH存储电路用于存储系统数据和应用程序；

DDR动态存储电路用于动态存储过程数据，为应用程序的读取、执行提供缓冲；

LAN接口通信电路提供与控制计算机通讯的硬件通路；

多功能数据采集仪功能模块，包括FPGA单元1、PCI接口2、存储器3以及输入输出单元；所述输入输出单元包括模拟输入单元41；所述FPGA单元1与存储器3连接，所述FPGA单元通过PCI接口2与PCI总线5连接，所述FPGA单元通过输入输出单元与IO接口6连接；所述模拟输入单元41为分级放大电路；所述分级放大电路包括依次连接的三运放电路、多路切换电路和电平转换电路U55；所述三运放电路用于实现输入模拟信号的高阻抗和高共模抑制，其包括正输入运放电路U51B、负输入运放电路9U51A和差分放大电路U52；所述多路切换电路用于实现多档位信号的切换以及信号放大或缩小，其包括依次连接的前置跟随器U53、多路器U56、多个并联且阻值不同的切换电阻(R8～R14)以及后置放大电路U54；所述前置跟随器U53用于避免多路器U56的导通电阻对增益的影响，所述多路器U56和切换电阻(R8～R14)实现档位切换，所述后置放大电路U54用于将信号调整到规定的电压范围；所述电平转换电路U55用于将多路切换电路放大或缩小后的正负电压信号转换成正电压信号。

上述嵌入式处理器电路包括PowerPC处理器U1，所述PowerPC处理器U1包括内部总线接口U1A、DDR SDRAM控制器接口U1B、本地总线接口U1C、网络MAC接口U1G、主时钟和IO口U1D，所述内部总线接口U1A与PCI接口2通信连接，所述DDRSDRAM控制器接口U1B为DDR动态存储电路提供地址、数据和控制链路；所述本地总线接口U1C为FLASH存储电路提供接口，所述网络MAC接口U1G提供两路自适应网络通路，第一路与LAN接口通信电路相连、第二路用于向IEEE 1588触发管理电路提供IEEE 1588协议的PPS时钟和I/O端口；所述主时钟和IO口U1D中主时钟用于为PowerPC处理器的时钟输入，IO口用于向IEEE 1588触发管理电路提供触发通路以及向LED指示模块提供控制端口。