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1、2008年仪表技术与传感器2008第8期InstrumentTechniqueandSensorNo18超高速双模式数据采集卡的设计许锦峰,陈炳泉(苏州大学物理科学与技术学院,江苏苏州215006)摘要:设计了一种基于PCI总线的超高速数据采集卡。该数据采集卡采用外部或者内部2种触发方式,利用2片14位模数转换芯片ADS5547,对一路模拟信号进行双通道交叉采集可获得420MSPS的采集速率或以210MSPS速率对2路不同的信号交叉采集;采集到的数字信号经过数字信号处理,缓存于数据采集卡并通过数字存储示波方式实时查看,或者选择硬盘存储方式进行数据的大容量存储。结合
2、硬件描述语言实现数据处理和控制电路的设计,并基于PCI总线实现采集数据的DMA接口传输。该数据采集卡利用双模式结构实现了超高速数据采集与大容量实时存储与处理的功能。关键词:交叉采样;双模式;数字存储示波;硬件描述语言;PCI总线接口中图分类号:TP212112文献标识码:A文章编号:1002-1841(2008)08-0095-03DesignofUltraHigh-speedDataAcquisitionCardwithDua-lmodeXUJin-feng,CHENBing-quan(SchoolofPhysics,SoochowUniversity,Suzh
3、ou215006,China)Abstract:Apieceofultrahigh-speedPCIdataacquisitioncardwasdesigned.Thecardusedexternaltriggeringsignalsandmipu-lsesorinternaltriggeringsignalstoinitializecardbehaviors.Twopiecesof14-bitA/DconverterchipsADS5547enabledacrossingsam-plingrateof420MSPStoasingleanaloginputsign
4、aloranon-crossingsamplingrateof210MSPStotwosignalsfromthetwochannels.Thedigitalizeddata,afterDSP,werecachedonthecardmemorytobeanalyzedfurtherthroughdigitalstorageoscilloscopedesignedinsoftware,otherwisestoredintothehigh-speedharddiskthroughHSHDinterfaces.Thedataprocessandcardcontrolci
5、rcuitswererea-lizedbyhardwaredescriptionlanguage,andtheDMAinterfacetransmissionwasrealizedbasedonthePCIinterface.Thedataacquisitioncardcombinesultrahigh-speedwithhighcapacitymemoryandrea-ltmieprocessinadualfunctioningmode.Keywords:crossingsampling;dualmode;digitalstorageoscilloscope;h
6、ardwaredescriptionlanguage;PCIinterface[9]0引言ADS5547。该模数转换芯片带宽800MHz,流水线结构,内置[1]数据采集卡是数据采集与信号处理系统的关键部分。采样保持器。设计采用COMS并行输出方式,串行配置内部寄要求不高的应用场合,大多采用采集速率低于10MS/s的中、存器。利用ADS5547的差分时钟驱动方式,并配合输入信号调低速数据采集卡;采集速率达到10MS/s以上的高速或超高速理电路,可以实现2路不同输入信号的非交叉采样,或者单路数据采集卡,则主要应用在要求较高的系统中。目前,国内高输入信号的双通道交叉采样
7、,最高采样速率可达420MSPS.[2-3]速率、高分辨率的数据采集系统的研究发展很快,但与国采样时钟产生电路,由SY89429A芯片产生ADC需要的反[4-6]际先进水平还有一定的差距。相时钟信号。SY89429采用串行配置方式,输出差分PECL电基于以上原因,利用高速模数转换芯片AD5547,在超高速平,外部参考时钟为16MHz.数据采集系统方面作了一些研究,设计了14位分辨率的超高[5-10]外部触发和脉冲整形电路负责对外部触发和脉冲进速数据采集卡。该数据采集卡采用多种触发方式,结合虚拟示行电平转换,使其能被后端电路识别。该电路由比较器[7]波器技术,可以实
8、现210M
