[发明专利]一种可配置多通道高精度模拟量采集系统及方法

说明书

一种可配置多通道高精度模拟量采集系统及方法，采用DSP+FPGA控制器架构，利用FPGA高数据吞吐量和处理能力，实现采集系统的控制及逻辑时序；利用DSP实现复杂算法处理；通过采用IEEE‑1394B高速串行总线，实现了数据的高速传输；系统可工作于单端电压采集模式、差分电压采集模式和BIT工作模式，实现了系统的灵活配置；实现了多路模拟量输入采集共用一路比例放大电路和AD转换器,简化了硬件设计；通过数据处理，减小了系统误差、剔除了粗大误差，提高了系统采集精度，具备完备的BIT策略和接口防护功能，同时具备采集精度高、可靠性高、体积小的特性，对提升整个飞机模拟量采集系统采集速度及控制性能具有重要意义。

技术领域

本发明属于机载模拟量采集技术领域，尤其涉及一种可配置多通道高精度模拟量采集系统及方法。

背景技术

飞机机电系统中包含大量温度、流量、压力、液位、速度等模拟量输入传感器，对其测量精度、采集速度和数据稳定性的要求越来越高。另一方面，为了更真实、准确地反映被测对象的特性，许多测试项目转向动态参数测试。模拟量采集系统作为飞机机电管理数据采集系统中重要的组成部分，其数据吞吐能力、采集精度、处理速度和系统可靠性直接影响飞机机电管理系统控制指标。所以设计一个高精度、高可靠、高数据吞吐能力的模拟量采集系统，成为提升飞机机电综合水平和控制性能的重要途径。

传统飞机模拟量采集系统大多采用单片机或数字信号处理器实现，受时钟频率限制，难以适应高速数据采集系统的实时性要求；数据传输一般采用采用低速串行总线实现，其数据传输速率较低、灵活性较差，无法满足数据采集动态测试要求；采集误差一般难于修正，导致采集精度受限，严重影响了飞机控制性能。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，实现多通道模拟量采集系统的高精度采集。

为此，本发明提供一种可配置多通道高精度模拟量采集系统，所述系统包括：

DSP模块，分别与机电管理系统和FPGA模块连接，实现工作模式配置和BIT结果判断，通过内部总线访问FPGA数据缓冲区数据，获取模拟量采集结果，并经算法处理后，通过高速串行通讯总线上传至所述机电管理系统；

FPGA模块，分别与所述DSP模块、第一开关矩阵、第二开关矩阵、第一二选一开关、第二二选一开关、A/D转换器连接，接收所述DSP模块配置信息，完成模拟量采集通道逻辑配置，读取A/D转换器数据，并将所述数据放至数据缓冲区；

信号调理电路，与模拟量输入连接，实现模拟量输入信号调理及接口保护功能；

第一开关矩阵，与所述信号调理电路连接，实现采集通道切换；

第二开关矩阵，与所述信号调理电路连接，实现采集通道切换；

第一二选一开关输入的第1通道与所述第一开关矩阵连接，第一二选一开关输入的第2通道与模拟量地连接，实现第一开关矩阵或模拟量地的选通；

第二二选一开关输入的第1通道与所述第二开关矩阵连接，第二二选一开关输入的第2通道与模拟量地连接，用于选通第二开关矩阵或模拟量地；

比例放大电路输入的“+”端与所述第一二选一开关连接，比例放大电路输入的“-”端与所述第二二选一开关连接，所述比例放大电路输出端与A/D转换器连接，实现模拟量输入信号比例放大；

A/D转换器，与所述比例放大电路连接，实现模拟量输入信号采集。

所述的一种可配置多通道高精度模拟量采集系统，所述高速串行通讯总线采用IEEE-1394B。

所述的一种可配置多通道高精度模拟量采集系统，所述内部总线采用并行总线方式。

所述的一种可配置多通道高精度模拟量采集系统，所述信号调理电路采用1MΩ电阻上拉至+12V基准电源，用于判断模拟量输入断线故障。