數據信號采集裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種采集裝置，尤其涉及一種數據信號采集裝置。
【背景技術】
[0002]隨著數字信號處理理論和計算機的不斷發展，現代工業生產和科學技術研究都需要借助數字處理方法，進行數字處理的先決條件是將所研究的對象進行數字化，也即數據采集與處理，現今的模擬設備還是占據一定的份額，但是其精度、穩定性都較差，也有部分數據信號采集裝置其抗干擾性沒有達到最佳，采樣速率和精度都不夠高，過于依賴于后續存儲器等器件。
【發明內容】
[0003]本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種高速的數據信號采集裝置。
[0004]本發明通過以下技術方案來實現上述目的:
[0005]本發明包括傳感器、信號調理器、采樣保持器、A/D轉換器、數據緩存器和微處理器，所述傳感器的信號輸出端與信號調理器的信號輸入端連接，所述信號調理器的信號輸出端與所述采樣保持器的信號輸入端連接，所述采樣保持器的信號輸出端與所述A/D轉換器的信號輸入端連接，所述A/D轉換器的信號輸出端與所述數據緩存器的信號輸入端連接，所述數據緩存器的信號輸出端與所述微處理器的信號輸入端連接。
[0006]進一步地，所述信號調理器包括低通濾波電路，所述低通濾波電路包括第一放大器、第二放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容和第六電容，所述第二電容的第一端、所述第三電容的第一端、所述第五電容的第一端、所述第四電容的第一端和所述第一放大器的負極電源端均接地，所述第一電阻的第一端與信號輸入端連接，所述第一電阻的第二端同時與所述第二電阻的第一端和所述第一電容的第一端連接，所述第二電阻的第二端同時與所述第二電容的第二端和所述第一放大器的同相輸入端連接，所述第一電容的第二端同時與所述第一放大器的反相輸入端、所述第一放大器的輸出端和所述第四電阻的第一端連接，所述第一放大器的正極電源端與所述第三電阻的第一端連接，所述第三電阻的第二端同時與所述第三電容的第二端和電源的正極連接，所述第四電阻的第二端同時與所述第五電阻的第一端和所述第六電容的第一端連接，所述第五電阻的第二端同時與所述第五電容的第二端和所述第二放大器的同相輸入端連接，所述第六電容的第二端同時與所述第六電阻的第一端、所述第二放大器的輸出端和信號輸出端連接，所述第六電阻的第二端與所述第二放大器的反相輸入端連接，所述第二放大器的負極電源端同時與所述第四電容的第二端和所述電源的負極連接。
[0007]本發明的有益效果在于:
[0008]本發明抗干擾性好，A/D轉換器內部集成有多路數據分配器，并且通過數據緩存器對數據進行實時處理，保證了采樣速率和精度，并降低后續存儲器的要求。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明的結構框圖。
[0010]圖2是本發明所述的信號調理器中的低通濾波電路原理圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖對本發明作進一步說明:
[0012]如圖1所示，本發明包括傳感器、信號調理器、采樣保持器、A/D轉換器、數據緩存器和微處理器，傳感器的信號輸出端與信號調理器的信號輸入端連接，信號調理器的信號輸出端與采樣保持器的信號輸入端連接，采樣保持器的信號輸出端與A/D轉換器的信號輸入端連接，A/D轉換器的信號輸出端與數據緩存器的信號輸入端連接，數據緩存器的信號輸出端與微處理器的信號輸入端連接。
[0013]如圖2所示，信號調理器包括第一放大器U1、第二放大器U2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5和第六電容C6，第二電容C2的第一端、第三電容C3的第一端、第五電容C5的第一端、第四電容C4的第一端和第一放大器Ul的負極電源端均接地，第一電阻Rl的第一端與信號輸入端連接，第一電阻Rl的第二端同時與第二電阻R2的第一端和第一電容Cl的第一端連接,第二電阻R2的第二端同時與第二電容C2的第二端和第一放大器Ul的同相輸入端連接,第一電容Cl的第二端同時與第一放大器Ul的反相輸入端、第一放大器Ul的輸出端和第四電阻R4的第一端連接,第一放大器Ul的正極電源端與第三電阻R3的第一端連接，第三電阻R3的第二端同時與第三電容C3的第二端和電源的正極連接，第四電阻R4的第二端同時與第五電阻R5的第一端和第六電容C6的第一端連接,第五電阻R5的第二端同時與第五電容C5的第二端和第二放大器U2的同相輸入端連接,第六電容C6的第二端同時與第六電阻R6的第一端、第二放大器U2的輸出端和信號輸出端連接，第六電阻R6的第二端與第二放大器U2的反相輸入端連接，第二放大器U的負極電源端同時與第四電容C4的第二端和電源的負極連接。
[0014]本發明通過傳感器把待測的非電物理量轉變成數據采集裝置能夠檢測到的電信號，而這個信號必須要經過調理后才能夠連入數據采集板，信號調理器主要包括衰減、放大、隔離、濾波、傳感器激勵和線性化等部分。在實際情況下，數據采集時，來自傳感器的模擬信號一般都是比較弱的低電平信號，因此需要對信號進行放大。而A/D轉換器的分辨率以滿量程電壓為依據，因此為了充分利用A/D轉換器的分辨率，需要把模擬輸入信號放大到與其滿量程電壓相應的電平。而傳感器和電路中器件不可避免會產生噪聲，周圍各種各樣的發射源也會使信號耦合上噪聲，因此需要利用濾波器衰減噪聲以提高輸入信號的信噪t匕。A/D轉換器完成一次轉換需要一定的時間，而在轉換期間希望A/D轉換器輸入端的模擬信號電壓保持不變，才能保證正確的轉換。所以需要利用采樣保持器來實現這個效果。模擬信號轉換成數字信號之后，才能利用微處理器對其處理，因此A/D轉換器是整個裝置的核心，也是影響數據采集裝置采樣速率和精度的主要因素之一，這里的A/D轉換器內部集成有多路數據分配器，保證了采樣精度，并降低后續存儲器的要求。對于高速數據采集裝置，采集量化后的數據速率非常高而且數量大，微處理器無法對數據進行實時處理，因此需要數據緩存器對數據進行緩存。微處理器負責數據采集裝置的管理和控制工作，對采集到的數據進行運算和處理，然后送到外部設備。
【主權項】
1.一種數據信號采集裝置，其特征在于:包括傳感器、信號調理器、采樣保持器、A/D轉換器、數據緩存器和微處理器，所述傳感器的信號輸出端與信號調理器的信號輸入端連接，所述信號調理器的信號輸出端與所述采樣保持器的信號輸入端連接，所述采樣保持器的信號輸出端與所述A/D轉換器的信號輸入端連接，所述A/D轉換器的信號輸出端與所述數據緩存器的信號輸入端連接，所述數據緩存器的信號輸出端與所述微處理器的信號輸入端連接。
2.根據權利要求1所述的數據信號采集裝置，其特征在于:所述信號調理器包括低通濾波電路，所述低通濾波電路包括第一放大器、第二放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容和第六電容，所述第二電容的第一端、所述第三電容的第一端、所述第五電容的第一端、所述第四電容的第一端和所述第一放大器的負極電源端均接地，所述第一電阻的第一端與信號輸入端連接，所述第一電阻的第二端同時與所述第二電阻的第一端和所述第一電容的第一端連接，所述第二電阻的第二端同時與所述第二電容的第二端和所述第一放大器的同相輸入端連接，所述第一電容的第二端同時與所述第一放大器的反相輸入端、所述第一放大器的輸出端和所述第四電阻的第一端連接，所述第一放大器的正極電源端與所述第三電阻的第一端連接，所述第三電阻的第二端同時與所述第三電容的第二端和電源的正極連接，所述第四電阻的第二端同時與所述第五電阻的第一端和所述第六電容的第一端連接，所述第五電阻的第二端同時與所述第五電容的第二端和所述第二放大器的同相輸入端連接，所述第六電容的第二端同時與所述第六電阻的第一端、所述第二放大器的輸出端和信號輸出端連接，所述第六電阻的第二端與所述第二放大器的反相輸入端連接，所述第二放大器的負極電源端同時與所述第四電容的第二端和所述電源的負極連接。
【專利摘要】本發明公開了一種數據信號采集裝置，包括傳感器、信號調理器、采樣保持器、A/D轉換器、數據緩存器和微處理器，所述傳感器的信號輸出端與信號調理器的信號輸入端連接，所述信號調理器的信號輸出端與所述采樣保持器的信號輸入端連接，所述采樣保持器的信號輸出端與所述A/D轉換器的信號輸入端連接，所述A/D轉換器的信號輸出端與所述數據緩存器的信號輸入端連接，所述數據緩存器的信號輸出端與所述微處理器的信號輸入端連接。本發明抗干擾性好，A/D轉換器內部集成有多路數據分配器，并且通過數據緩存器對數據進行實時處理，保證了采樣速率和精度，并降低后續存儲器的要求。
【IPC分類】H03H5-00, H03M1-12
【公開號】CN104617954
【申請號】CN201310542498
【發明人】田野, 祝昌宇, 盧力君
【申請人】成都英力拓信息技術有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2013年11月5日