毫米波摄相机的多通道精确同步信号采集系统设计

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一种多通道视频同步采集方案

一种多通道视频同步采集方案
镀锌生产过程中的带钢振动直接影响锌层厚度及均匀性，既降低产品质量，又导致锌液过度消耗，增加生产成本。

无论是通过寻找振源从根本上消除振动，还是通过电磁铁等进行主动减振，都离不开振动的检测。

为了保护带钢表面，不能采用任何接触式振动检测手段。

目前比较常用的检测方案包括涡流探头和光学探头两类，前者为了达到所需要的量程，必须采用大直径的探头，系统造价颇高；后者在多截面测量时又存在多探头数据的同步问题。

探索切实可行的光学检测方案具有重要的现实意义和应用价值。

本文介绍的方案以激光三角法测距原理为基础，通过RS485总线广播同步触发信号，实现了多截面振动的同步测量。

1 多截面振动检测系统总体方案
1．1 带钢整体振动检测方案图1所示为镀锌生产线简图，要检测带钢的整体振动情况，必须检测多个截面的振动情况，具体取决于带钢振动的模式，以及允许布置探头的位置。

图2所示为通过3个截面对带钢振动进行检测的系统方案，图中3段带钢表示的是同一条带钢上的3个部分。

每个截。

一种高精度多通道实时数据采集系统设计

㊀２０１９年㊀第９期仪表技术与传感器Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ㊀Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ㊀ａｎｄ㊀Ｓｅｎｓｏｒ２０１９㊀Ｎｏ．９㊀基金项目：国家自然科学基金项目（６１６０１３８３）收稿日期：２０１８－０６－３０一种高精度多通道实时数据采集系统设计韩㊀宾，易志强，江㊀虹，张秋云，曾㊀润（西南科技大学信息工程学院，四川绵阳㊀６２１０１０）㊀㊀摘要：设计了一种高精度多通道实时数据采集系统，该系统通过采用ＦＰＧＡ＋ＳＴＭ３２架构作为数据处理和控制核心，实现了采样频率可调的１６通道高精度数据的实时处理采集功能，满足了精密产品所需的多通道㊁高精度和实时性等数据采集功能㊂经多次试验测试表明，该方案具有精度高㊁速率可变㊁实时性强㊁采样误差小㊁成本低等特点㊂关键词：ＦＰＧＡ；ＡＤ７６０９；实时采集；多通道；乒乓缓存中图分类号：ＴＰ２７４㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：１００２－１８４１（２０１９）０９－００４２－０４ＤｅｓｉｇｎｏｆＨｉｇｈＰｒｅｃｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉ⁃ｃｈａｎｎｅｌＲｅａｌ⁃ｔｉｍｅＤａｔａＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＨＡＮＢｉｎ，ＹＩＺｈｉ⁃ｑｉａｎｇ，ＪＩＡＮＧＨｏｎｇ，ＺＨＡＮＧＱｉｕ⁃ｙｕｎ，ＺＥＮＧＲｕｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍｉａｎｙａｎｇ６２１０１０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｈｉｇｈ⁃ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉ⁃ｃｈａｎｎｅｌｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅａｒｃｈｉｔｅｃ⁃ｔｕｒｅｏｆＦＰＧＡ＋ＳＴＭ３２ａｓｔｈｅｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｃｏｒｅ，ｔｈｅｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆ１６⁃ｃｈａｎｎｅｌｈｉｇｈ⁃ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｄａｔａｗｉｔｈａｄｊｕｓｔａｂｌｅｓａｍｐｌｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙｗａｓｒｅａｌｉｚｅｄｍｅｅｔｉｎｇｔｈｅｍｕｌｔｉ⁃ｃｈａｎｎｅｌ，ｈｉｇｈ⁃ｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｓｒｅｑｕｉｒｅｄｂｙｐｒｅｃｉｓｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｃｈｅｍｅｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｉｇｈａｃｃｕｒａｃｙ，ｖａｒｉａｂｌｅｓｐｅｅｄ，ｓｔｒｏｎｇｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅ，ｓｍａｌｌｓａｍｐｌｉｎｇｅｒｒｏｒａｎｄｌｏｗｃｏｓｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＦＰＧＡ；ＡＤ７６０９；ｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；ｍｕｌｔｉ⁃ｃｈａｎｎｅｌ；ｐｉｎｇｐｏｎｇｃａｃｈｅ０㊀引言传统的精密检测产品多以ＤＳＰ或ＲＡＭ作为采集控制核心，存在功能单一㊁造价昂贵㊁时钟频率低㊁实时性差等缺点［１－３］㊂与ＤＳＰ和ＡＲＭ相比，ＦＰＧＡ具有时钟频率高㊁内部延时小㊁开发周期短㊁运算速度快㊁编程配置灵活㊁集成度高㊁功耗低㊁内部资源丰富等优点，在实时高速数据采集领域有着不可或缺的地位［４－５］㊂ＳＴＭ３２虽然时钟频率低但由于其具有开发灵活㊁功耗低和性价比高等特点，非常适合作为数据显示和参数配置的处理器㊂所以，本文设计了一种ＦＰＧＡ＋ＳＴＭ３２架构的高精度多通道实时数据采集系统，采样频率为四档可调，最高为１５０ｋＨｚ的采样率㊂通过合理地运用ＦＰＧＡ内部资源和协调控制各模块间的数据流，达到实时传输的目的［６］㊂通过ＳＴＭ３２配置采集参数和ＬＣＤ数据实时显示，增强了系统的完备性㊂１㊀系统总体设计本系统的总体结构如图１所示，该系统由模拟信号采集系统㊁控制及预警系统㊁ＦＰＧＡ处理系统㊁ＳＴＭ３２控制系统及其他外围器件组成，其中模拟信号处理系统主要实现模拟信号放大及ＡＤ７６０９数据采集功能；控制及预警系统主要实现外部信号接入和采样过阈值断电与提醒功能；ＦＰＧＡ处理系统主要实现ＡＤ７６０９数据采集控制㊁数据实时缓存㊁选通开关及继电器控制㊁串口收发控制和Ｆｌａｓｈ数据存储控制等功能；ＳＴＭ３２控制系统主要实现ＬＣＤ显示控制和外部键盘数据读取等功能㊂１．１㊀系统工作原理系统上电后，等待ＦＰＧＡ初始化完成将所有端口电平拉低㊂首先，ＦＰＧＡ通过串口接收ＳＴＭ３２发送的配置参数，给被测设备通电并打开相应被测信号的选通开关，将被测信号放大滤波后转换成数字信号；其次，将转换后的数字信号缓存并组帧，判断采集后的电压是否超过用户设置的阈值电压，若超过阈值电压则断电保护并通过蜂鸣器提示；最后，将组帧的数据通过串口发送到ＳＴＭ３２单片机实现ＬＣＤ实时显示的功能和通过ＳＰＩ接口发送到ＦＬＡＳＨ中进行实时存储㊂１．２㊀系统主要指标本文设计的采集系统的主要技术指标如下：被测信号支持１６路同步数据采样；㊀㊀㊀㊀㊀第９期韩宾等：一种高精度多通道实时数据采集系统设计４３㊀㊀图１㊀系统总体结构图系统采用频率四档可调，分别为１０㊁５０㊁１００㊁１５０ｋＨｚ；电压测量误差ɤ０．１％，电压测量分辨率ɤ０．０１Ｖ；输入被测模拟电压范围为０．０１５Ｖ㊂２㊀系统硬件设计系统的硬件电路设计主要为了提高系统的稳定性和增强电路的抗干扰能力，主要介绍以下２个主要电路的硬件设计㊂２．１㊀滤波放大电路设计为了满足输入数据的稳定性，本文设计了一个４阶的巴特沃斯低通滤波放大电路［７］㊂使用程控放大器ＡＤ８２５３和ＡＤ８２５０构成的４阶有源巴特沃斯低通滤波电路截止频率约为１０ｋＨｚ㊂如图２所示，采用程控放大器设计低通滤波器电路既能有效地滤除无用信号，还能将被测信号进行放大处理，增强了输入信号的稳定性和有效性㊂图２㊀放大滤波电路图２．２㊀ＡＤ７６０９采集电路设计为了满足系统的基本指标，本设计采用２片高精度㊁低功耗㊁电荷再次分配逐次逼近型模数转换器ＡＤ７６０９实现１６路通道并行数据采集功能，该产品是一款８通道㊁１８位㊁真差分㊁同步采样模数数据采集系统㊂如图３所示，将引脚ＣＯＮＶＳＴＡ与ＣＯＮＶＳＴＢ相连施加同一个转换信号能实现一个芯片的８通道同步采样功能［８］㊂３㊀系统软件设计系统软件设计主要分为ＦＰＧＡ处理和ＳＴＭ３２控制两部分，下面依次介绍系统主要功能模块㊂３．１㊀ＡＤ７６０９采集模块ＡＤ７６０９采样模块的控制功能流程图如图４所示，是控制ＣＳ片选信号拉低后，使转换信号ＣＯＮＶＳＴ由高电平跳变为低电平且ＢＵＳＹ信号的上升沿到来则转换开始，直至检测ＢＵＳＹ信号的下降沿，数据转换完成㊂转换期间在ＳＣＬＫ的上升沿并行读取采样数据㊂经多次实验测试表明采用ＡＤ７６０９的并行数据输出模式能够满足系统所需采样频率，并且数据采样误差ɤ０．１％，满足系统所需要求㊂３．２㊀采样时钟切换模块为了实现频率四档可调的功能，采用时钟切换的方式实现频率多档可调，但在切换过程中为了避免产生毛刺和凸点造成数据采集出错，系统通过采用多个寄存器级联的方式防止采样时钟的毛刺产生㊂时钟切换仿真图如图５所示，通过时钟的两两切换方式，实现了４个时钟的无缝切换，完成系统所需的采样功能可调功能㊂㊀㊀㊀㊀㊀４４㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＳｅｐ．２０１９㊀图３㊀ＡＤ７６０９硬件电路图图４㊀ＡＤ７６０９采样流程图图５㊀时钟无缝切换仿真图３．３㊀数据缓存模块由于系统支持１６通道并行数据采集，所以每次采集完成都会产生大量待处理数据，与ＳＴＭ３２通信存在传输速率不匹配的问题㊂与传统的乒乓缓存方式相比，该模块存储效率更高，数据缓存更加可靠［８］㊂如图６所示，将采集后的数据ＲＡＭ＿１和ＲＡＭ＿２构成的第一级乒乓数据缓存，对数据进行实时组帧和判别处理㊂然后再通过ＦＩＦＯ＿１和ＦＩＦＯ＿２构成的第二级乒乓缓存完成ＳＴＭ３２的数据实时显示和ＦＬＡＳＨ实时数据存储功能㊂图７为乒乓缓存仿真时序图，图中标注为数据缓存状态跳转，通过采用嵌套式乒乓缓存方式能实现实时性数据传输与处理㊂图６㊀嵌套式乒乓缓存图３．４㊀ＦＬＡＳＨ存储模块数据存储模块是将ＦＰＧＡ与ＦＬＡＳＨ芯片通过ＳＰＩ接口实现数据读写功能，本系统利用两片存储芯片图７㊀嵌套式乒乓缓存仿真图㊀㊀㊀㊀㊀第９期韩宾等：一种高精度多通道实时数据采集系统设计４５㊀㊀Ｓ２５ＦＬ３２进行轮询读写操作，既克服了ＮＯＲＦｌａｓｈ的半双工读写缺陷，又能提高数据存储能力㊂该芯片具有成本低廉㊁读写可靠和应用广泛等特点，图８为Ｆｌａｓｈ读写流程图㊂图８㊀ＦＬＡＳＨ数据读写流程图３．５㊀ＳＴＭ３２控制模块本文采用ＳＴＭ３２作辅助控制系统，主要实现参数配置和ＬＣＤ数据显示两部分功能㊂ＳＴＭ３２状态跳转图如图９所示，ＳＴＭ３２采用串口发送键盘输入的配置参数，和接收回传信号和采集数据发送到ＬＣＤ屏上进行显示㊂若采集超过输入阈值则及时发送断电命令，从而更好地避免被测设备损坏㊂图９㊀ＳＴＭ３２状态跳转图４㊀结束语本文设计了一种采样频率可调的高精度１６通道实时高速采集系统，利用ＦＰＧＡ内部资源，设计了一种嵌套式的乒乓缓存方式㊂极大地发挥出ＦＰＧＡ并行数据处理能力，实现了实时数据处理和ＦＬＡＳＨ存储，增强了数据传输和存储的可靠性㊁有效性和稳定性㊂经大量实验数据验证，该系统各通道平均采样误差约为０．０９３％㊂参考文献：［１］㊀陈健伟，陈鸿，王晋祺，等．高可靠性多通道模拟信号采集存储系统［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１９（３）：１１４－１１８．［２］㊀郑培东，闫康．多通道电连接器振动绝缘测试系统设计［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１８（４）：６４－６７．［３］㊀安杨．多通道外场试验系统的设计与实现［Ｄ］．成都：电子科技大学，２０１８．［４］㊀夏宇闻．Ｖｅｒｉｌｏｇ数字系统设计教程［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２００５．［５］㊀纪大伟，徐抒岩，胡君，等．基于ＦＰＧＡ的多通道高速数据采集系统［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１１（１２）：６９－７１．［６］㊀ＺＨＡＮＧＲ，ＫＡＮＺ，ＪＩＡＮＧＹ．Ｄｅｓｉｇｎｏｆｔｏｍａｔｏｃｏｌｏｒｓｏｒｔｉｎｇｍｕｌｔｉ⁃ｃｈａｎｎｅｌｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＦＰＧＡ［Ｃ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＩｎ⁃ｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．２０１１．［７］㊀李静．多通道高精度数据采集模块的设计［Ｄ］．成都：电子科技大学，２０１８．［８］㊀易志强，韩宾，江虹，等．基于ＦＰＧＡ的多通道同步实时高速数据采集系统设计［Ｊ］．电子技术应用，２０１９（６）：７０－７４．作者简介：韩宾（１９７４），博士研究生，副研究员，主要研究方向为微弱信号检测，信号采集㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：３５８１０６７４６＠ｑｑ．ｃｏｍ通讯作者：易志强（１９９３），硕士研究生，主要研究方向为无线测控及无线通信技术㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：１１７０２８６０５５＠ｑｑ．ｃｏｍ‘仪表技术与传感器“入编‘中文核心期刊要目总览“２０１７年版依据文献计量学的原理和方法，经研究人员对相关文献的检索㊁统计和分析，以及学科专家评审，‘仪表技术与传感器“入编‘中文核心期刊要目总览“２０１７年版（即第８版）之机械㊁仪表工业类的核心期刊㊂‘中文核心期刊要目总览“已于１９９２年㊁１９９６年㊁２０００年㊁２００４年㊁２００８年㊁２０１１年㊁２０１４年出版过７次㊂‘仪表技术与传感器“期刊已连续８次入编‘中文核心期刊要目总览“㊂对于核心期刊的评价采用定量评价和定性评审相结合的方法㊂定量评价指标体系采用了被摘量（全文㊁摘要）㊁被摘率（全文㊁摘要）㊁被引量㊁他引量（期刊㊁博士论文㊁会议）㊁影响因子等到１６个评价指标，选作评价指标统计源的数据库及文摘刊物达４９种，统计到的文献数量共计９３亿余篇次，涉及期刊１３９５３种㊂参加核心期刊评审的学科专家近８０００位㊂经过定量筛选和专家定性评审，从我国正在出版的中文期刊中评选出１９８１种核心期刊㊂。

多路信号采集显示系统设计与实现

多路信号采集显示系统设计与实现
多路信号采集显示系统是指通过多个输入通道对不同的信号进行采集，并将采集到的
信号通过显示器或其他方式进行展示的一种系统。

这种系统可以应用于多个领域，如医疗
诊断、环境监测、工业控制等。

在设计多路信号采集显示系统时，需要考虑到以下几个方面：
1. 信号采集模块的设计：信号采集模块是整个系统的核心部件，它需要具备多通道
输入、高精度采集、滤波放大等功能。

根据采集的信号类型和要求，可以选择不同类型的
采集芯片和滤波放大电路进行设计。

2. 控制模块的设计：控制模块主要任务是对采集模块进行控制，例如配置采集参数、启动/停止采集等。

此外，还需要考虑到控制模块与采集模块之间的通信方式和传输速率
等问题。

3. 数据处理与存储模块的设计：在采集到信号后，需要对采集到的数据进行处理和
存储，以便后续的分析和应用。

对于数据处理方面，可以选择使用单片机、FPGA等芯片进行处理；对于数据存储方面，可以选择使用内存、SD卡等存储介质。

4. 显示模块的设计：最后一步是将采集到的信号显示出来。

显示模块可以选择使用
液晶显示屏、LED数码管等不同的方式进行显示，并可以进行数据可视化处理。

在实际的系统实现中，可以采用模块化设计的方式，将不同的模块分别进行设计和测试，最后进行整合并进行系统测试。

在测试过程中，需要对系统的可靠性、精度和稳定性
等方面进行评估和测试，以确保整个系统的正常运行和满足应用的要求。

总之，多路信号采集显示系统是一种复杂的系统，需要进行系统化的设计和测试，以
确保其在实际应用中的高效性和可靠性。

多路信号采集显示系统设计与实现

多路信号采集显示系统设计与实现多路信号采集显示系统是一种用于获取并显示多路信号的设备。

它通常由多个信号采集单元、信号处理单元和显示单元组成。

在多路信号采集显示系统中，每个信号采集单元负责采集一路信号。

这些信号可以是来自于传感器、电压、电流、温度、压力等等。

采集的信号经过信号处理单元进行预处理，包括放大、滤波、变换等操作，以消除干扰、增强信号质量。

处理后的信号再经过显示单元进行实时显示。

1. 信号采集单元的设计。

信号采集单元要能够接受不同类型的信号输入，并进行适当的处理和转换。

采集单元需要有高精度、高速度和低噪声的特性，以确保采集到的信号准确可靠。

2. 信号处理单元的设计。

信号处理单元负责对采集到的信号进行预处理，包括放大、滤波、变换等操作。

预处理的目的是提高信号的质量，减少干扰和噪声。

3. 显示单元的设计。

显示单元用于实时显示经过处理的信号。

它可以采用液晶显示器、LED显示屏等设备，具有高清晰度、高对比度和高刷新率等特点。

显示单元还可以支持图像、曲线和图表等多种显示方式，以满足不同用户的需求。

4. 系统的集成与调试。

系统的集成是将采集单元、处理单元和显示单元进行连接和组装，确保它们能够正常工作。

在调试过程中，需要进行实时监测和数据分析，以确认系统的稳定性和可靠性。

多路信号采集显示系统广泛应用于工业自动化、医疗检测、科研实验、环境监测等领域。

它可以实时采集和显示多种类型的信号，帮助用户了解和分析现场情况，提高工作效率和质量。

多路信号采集显示系统的设计与实现是一项技术复杂且具有挑战性的任务。

它需要综合考虑硬件和软件的要求，并具备高精度、高速度和高稳定性的特点。

只有通过精心设计和严谨调试，才能保证系统的正常运行和可靠性使用。

毫米波雷达数据采集系统设计

现代电子技术Modern Electronics TechniqueOct. 2023Vol. 46 No. 202023年10月15日第46卷第20期0 引言毫米波通信具有波束窄、尺寸小、探测能力强等优点[1]，已成为当前移动通信研究的热点。

早期毫米波雷达主要应用于军事领域，近年来随着雷达技术的发展，毫米波雷达传感器开始应用于汽车电子、无人机、智能交通等民用领域[2⁃3]。

毫米波雷达具有精度高、抗干扰能力强、全天候全天时、高分辨率、多目标等优点。

2017年5月16日，美国德州仪器（TI ）全球发布了AWR 和IWR 两个系列的毫米波雷达传感器，面向汽车领域和工业领域。

本文使用TI 公司的毫米波雷达AWR1243boost 开发板作为系统的射频前端传感器。

AWR1243器件是一款能够在76~81 GHz 频带内运行的集成式单芯片FMCW 收发器，主要集成了小数分频PLL 、发射器、接收器、基带和ADC ，具有4 GHz 的可用带宽、3个发射通道和4个接收通道。

AWR1243评估板上还集成了77 GHz 毫米波MIMO 天线、频率为40 MHz 的时钟晶振、与外部处理器进行控制连接的SPI 接口以及与外部处理器进行数据连接的MIPI D⁃PHY 和CSI2 V1.1接口[4]。

AWR1243芯片的架构如图1所示。

针对毫米波雷达射频前端的高速数据，毫米波雷达采集数据系统应具有高数据采集速率、大数据容量以及较高的可移植性等特点。

现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array, FPGA ）具有并行运算能力强、实时性好等优点，可以满足毫米波雷达射频前端高速数据的需求。

本文提出一种以FPGA 、USB 为数据传DOI ：10.16652/j.issn.1004⁃373x.2023.20.006引用格式：孙黄悦，于映.毫米波雷达数据采集系统设计[J].现代电子技术，2023，46（20）：28⁃32.毫米波雷达数据采集系统设计孙黄悦，于映（南京邮电大学集成电路科学与工程学院，江苏南京 210023）摘要：随着毫米波雷达逐渐民用化，毫米波通信已成为当前移动通信的研究热点。

多通道同步数据采集系统设计与实现

签名：肇壹日期：ｚ驴口绎歹即ｎ目
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ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｓｔｏｒａｇｅ，ｓｕｃｈａｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔｉｎｇ，ｔｏｍｅｅｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ
ｆｏｒｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ．
Ｆｉｒｓｔｏｆａｌｌ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｒｅｓｅａｒｃｈｔｈｅｍｕｌｔｉ—ｃｈａｎｎｅｌｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ
ｐｈａｓｅｄａｒｒａｙｒａｄａｒ，ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍ，ｂｅｃａｕｓｅｏｆｍｕｌｔｉ—ｃｈａｎｎｅｌｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ，
ｒｅｃｅｉｖｉｎｇｓｉｇｎａｌｈａｓｔｈｅｎｅｅｄｆｏｒｃｏｈｅｒｅｎｔｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｂｒｏａｄｓｉｇｎａｌｂａｎｄｗｉｄｔｈ，
ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｃｈａｎｎｅｌｄｅｌａｙａｎｄａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｒｅｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｓａｎｄ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｓａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｄｉｓｃｒｅｔｅＦｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍ（ＤＦｌ＇），ｓｒｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ．
Ａｂｓｔｒａｃｔ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ
Ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｈａｓａｖｅｒｙｗｉｄｅｒａｎｇｅｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍｓ，

一种多通道视频同步采集方案

网传输延迟造成多采集模块数据匹配错误。在某镀锌生产线的现场试验证明该方案可行。
关键词：钢振动检测；频采集；同步；串行通信带视
中图分类号：Ｈ７４Ｔ４文献标识码：Ａ文章编号：１７ — ２６２ｌ）１０６一３６４６３（０１ｌ— ｏ８Ｏ
ａｐａ．ｍｅａｉｒａｇｄａ５ｄｇｅｓａｄｓｏｔｔｅａｒｙｏｐｔ．ＳｎｈｏｉｎｉｎｓｓｎｎｔｅＲＳ８ｕｏｐｅｒＣａｒｓａｒｎｅｔ４ｅｒｅｎｈｏｈｒｆ５ｓｏｓｙｃｒｎｚｇｓｇａｉｅｔｏ４５ｂｓｔａｉｌｈａｈｅｅｓｎｈｏｏｓｃｐｕｅ，ｎｎｕｅｔｅｓｎｈｏｉａｉｎｒｌｂｌｙｏｅ０ｄｓａｃ．ｅｉｌｎｍｂｒｉｎｌｄｄｉｈｃｉｖｙｃｒｎｕａｔｒａｄｅｓｒｙｃｒｎｚｔｅｉｉｔｖｒ６ｍｉｔｎｅＳｒａｕｅｓｉｃｕｅｎｔｅｈｏａｉｍｅｓｇｏａｉｄｐｃｅｓｆｏｄｆｒｎｉｅｓｍｉｍａｃｎｔｅＰａｓｄｂｈｒｅｒｎｍｉｓｏｅａ．ｉｌｅｔｉｓａｅｔｖｏａｋｔｒｍｉｅｅｔｄｏｓｔｈｉｈＣｃｕｅｙＥｔｅｎｔａｓｓｉｎｄｌｙＦｅｄｔｓｓｎａｖｔＣＶＧＬｓｏｔａｅｓｌｔｎｉｐａｔａｌ．ｈｗｔｔｏｕｉｒｃｉｂｅｈｈｏｓｃＫｅｒｓｉｒｔｎｍｅｓｒｍｅｔｆｂ；ｖｄｏａｑｉｉｏｙｗｏｄ：ｖｂａｉａｕｅｎｏｏｗｅｉｅｃｕｓｉｎ；ｓｎｈｏｉａｉｎ；ｓｒｌｃｍｍｕｉａｉｎｔｙｃｒｎｚｔｏｅｉｏａｎｃｔｏ

多路信号采集显示系统设计与实现

多路信号采集显示系统设计与实现
一、引言
随着科技的进步和电子技术的发展，多路信号采集显示系统在工业控制、医疗设备、通信设备等领域中得到了广泛的应用。

多路信号采集显示系统能够实时监控多路信号，对数据进行采集、处理和显示，为用户提供准确的信息，有利于用户进行数据分析和决策。

在本文中，我们将探讨多路信号采集显示系统的设计与实现。

二、系统设计
1.系统功能需求
多路信号采集显示系统的功能需求主要包括：
（1）多通道信号采集：系统能够同时采集多路信号，保证数据的准确性和实时性；
（2）数据处理：对采集到的数据进行滤波、放大、数字化处理，保证数据的质量；
（3）数据显示：将处理后的数据以图表的形式显示在界面上，方便用户进行观察和分析；
（4）报警功能：对采集到的数据进行实时监测，当数据超出设定的范围时能够自动报警；
（5）数据存储：将采集到的数据进行存储，方便用户进行后续的数据分析。

2.系统结构设计
基于功能需求，多路信号采集显示系统的结构可分为信号采集模块、数据处理模块、数据显示模块、报警模块和数据存储模块五部分。

信号采集模块负责多路信号的采集，数据处理模块对采集到的数据进行处理，数据显示模块将处理后的数据显示在界面上，报警模块负责对数据进行监测和实时报警，数据存储模块负责对采集到的数据进行存储。

3.系统测试
在系统实现完成后，我们对多路信号采集显示系统进行了测试。

测试结果表明，系统能够正常采集多路信号，并对采集到的数据进行处理和显示，符合系统设计的功能需求。

在测试中，我们还对系统的稳定性和可靠性进行了评估，结果显示系统具有较好的稳定性和可靠性。

毫米波多通道扫频天线测量系统

动完成信号的发射、接收、数据采集和从而最大限度的提高生产率。３１９围。７６Ｃ多源方式的设定，包括定义每段的
传递。然后由数据处理软件包对测量大容量的内存、用户界面和简便易用频率范围和段内信号源、接收机的工数据进行分析，获得天线远场辐射特的特点，也为其广泛应用提供了条件。
量
３１０系列矢量网络分析仪具７０Ｃ
该系统由射频、控制和机械子系统数据点都是经锁相并进行了矢量误差
Ｋｚ就能有强大的多源控制功能。利用多源控组成工业控制机通过对运动控制器、修正。内部信号源分辨率为１ｈ驱动器、交流伺服电机的控制来实现待满足大部分宽带和窄带带宽的要求，制功能，以很方便的进行混频器、可倍
维普资讯ＴｔＭｅａｓｅｍｅｎｅｓ＆ｕｒｔ
毫米波多通道扫频天线测量系统
ＴｅＳｕｙｏＭｕｔｃｅｎｌｎＳｗｅＦｅｕｎｙＡｎｅｎｈｔｄｆｌ－ｈｎｅａｄｉｅｐｒｑｅｃｔｎｏＭｅｔｕｅｎＳｓｅｉＭｉｉｅｅｃｒｍｅｔｙｔｍｎｌｔｒＷａｅｓｌｍｖ
的需要，从ｍ对测试手段也捉 …了世商的蛭求。传统天线测世中．蛆常
采用的都足通道、单频点的测量方式，种测量力法烦琐、这赞时， ’ 钉¨还圈１室内远塌鼬Ｉ系统绝碰Ｊ
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维普资讯
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髓中墟过划射频开关的控制在备通行的挖制器．系统组成见罔１。

毫米波摄相机的多通道精确同步信号采集系统设计

毫米波摄相机的多通道精确同步信号采集系统设计
谭渊;杨勇;孙江平;袁乃昌
【期刊名称】《国外电子元器件》
【年(卷),期】2007(000)011
【摘要】根据毫米波成像系统对各接收单元相位的要求,介绍了一种硬件采用PCI-6133采集卡,软件采用LabVIEW编写其配置控制程序的精确同步信号采集系统.在系统的输出端增加了数字下变频模块,目的是将信号变频至零中频附近,为后续信号处理奠定基础.应用证明,同步信号采集系统具有较高的同步性能,满足成像处理要求.【总页数】3页(P55-57)
【作者】谭渊;杨勇;孙江平;袁乃昌
【作者单位】国防科技大学,微波技术发展中心,湖南,长沙,410073;国防科技大学,微波技术发展中心,湖南,长沙,410073;国防科技大学,微波技术发展中心,湖南,长沙,410073;国防科技大学,微波技术发展中心,湖南,长沙,410073
【正文语种】中文
【中图分类】TP274
【相关文献】
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5.一种多源多通道信号采集系统设计 [J], 朱紫萌;于洵;王刚;韩峰
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一种多通道高速数据采集精密同步设计方法

一种多通道高速数据采集精密同步设计方法田书林;王志刚;王厚军【摘要】利用相位校准原理,通过自定义互连接口"ESBus"传送参考时钟和相位控制信号,结合一种由外部控制的主动同步调整方案,从硬件上实现系统间通道的精密同步.实验表明,同步精度达到100 ps级,使这种高速数据采集产品达到很高水平.【期刊名称】《计量学报》【年(卷),期】2010(031)001【总页数】4页(P67-70)【关键词】计量学;数据采集;精密同步;相位校准【作者】田书林;王志刚;王厚军【作者单位】电子科技大学,自动化工程学院,四川,成都,610054;电子科技大学,自动化工程学院,四川,成都,610054;电子科技大学,自动化工程学院,四川,成都,610054【正文语种】中文【中图分类】TB9731 引言在多通道数据采集应用中，通道之间的精密同步十分关键[1]。

例如，军事侦察中通过辐射源电磁频谱对目标进行测向定位，要求通道之间同步能力达到100 ps量级。

这一接近传输路径基底抖动的指标，仅靠布线布局和精密调整手段显然无法逾越。

同步的目标是建立准确的采样启动机制，实现多个通道间采样时钟的对准和同步触发。

根据多通道采集系统实现原理和物理结构的不同，分为系统内通道同步和系统间通道同步[2]。

例如，一个数据采集模块的多个通道通常使用同一采样时钟和触发信号，这些通道间的同步就属于系统内同步；而两个独立采集模块通道间的同步则属于系统间同步。

对于系统内通道同步，通常可以通过电路板布局布线和精密延时电路实现；而对于系统间通道精密同步控制，由于必须提供外部参考时钟或采样时钟作为同步依据，它们到达不同模块的时间延迟难以控制[3，4]，必须依赖专门的技术实现。

实现同步采样的关键在于采样时钟、参考时钟和触发信号的控制与分配。

对于系统间通道同步，采样时钟和参考时钟一般由同步通道之一提供，也可由外部信号源提供，通过锁相电路将输出采样时钟同步到外部输入参考时钟。

多路完全同步采样的声信号采集系统的设计与实现

多路完全同步采样的声信号采集系统的设计与实现
黄紧德
【期刊名称】《软件》
【年(卷),期】2013(034)002
【摘要】为了对声目标信号参数的准确估计,本文设计的声目标信号采集系统是以STM32为控制逻辑单元,具有同步采样的ADS7864芯片为AD单元,以双片
MAX9812级联为话筒放大电路,通过USB接口实时传输数据给上位机进行处理.系统在软件的控制下完成声信号的采集.通过实际测试,本系统具有高增益、高灵敏度、干扰小和完全同步采样等特点.用采集到的数据进行MUSIC计算,能正确估计声目
标信号的波达方向(DOA).
【总页数】5页(P17-21)
【作者】黄紧德
【作者单位】广西教育学院数学与计算机科学系,南宁530023
【正文语种】中文
【中图分类】TP311
【相关文献】
1.基于过采样的高精度宽动态范围次声信号采集系统 [J], 李鸿征;赵锋
2.基于TMS320C32的多路声信号实时采集与处理系统 [J], 裴洪安;刘万春;贾云
得
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ｗａｅｉａｅｎＬｂＥ．ｒｅｏｔｎｆｒｔｅｓｇａｒｓｂｓｄｏａＶＩＷＩｏｄｒｔｒｓｏｍｈｉｎｌ￣ｅｕｎｙｔｏｉｔｒｅｉｔｎａｑｅｃｏａｌｗｎｅｍｄａｅ￣ｅｕｎｙｑｅｃ，ａｍｏｕｅｏｄｌｆＤＤＣｉａｐｎｅｏｔｅｏｔｕｆｔｉｙｔｍ，ｈｃｌｏｓｒｅｏＰｌｔｒｓｐｅｄｄｔｈｕｐｔｏｓｓｓｅｗｉｈａｓｅｖｓｆｒＤＳｅ．ｈａ
系统具有较高的同步性能，满足成像处理要求。
关键词：毫米波成像；同步采集；ＬｂＩＷ；数字下变频；ＰＣ６３ａＶＥＩ一１３
中图分类号：Ｐ７Ｔ２４
文献标识码：Ａ
文章编号：０６６７（０７１－０５０１０ — ９７２０）１０５— ３
２硬件设计
稀疏阵列的接收单元共有１６路开口喇叭天线，
成像的目标可能处在天线波瓣的近场区，因此采用
一
般相控阵天线的波束扫描不能使天线波束聚焦
每一路接收信号经接收机组件两次下变频至中频信号，基频为６０ｋｚ论上根据奈奎斯特采样定０Ｈ理
理，采样频率应大于中频的２倍，实际应用一其而般选择中频的４５倍，因此采样频率为２５ＭＨ。．ｚ为
到目标上，须采用先对一个强点源使天线阵用闭必环方式校准每个单元的相位使波束自适应聚焦到
确同步信号采集系统。使得各通道间在起始采集时
刻保持同步．避／
其他因素带来的相位损失，从而保证成像质量。
的散射回波进行成像。由于发射机频率为毫米波波段，而且大天线阵中各单元的位置无法精确确定，
ＡｂｔａｔＣｏｓｅｎｈｉｉｅｄｏｈｓｅｗｅｎｅｃｅｅｖｅｌｉｃｏａｅｉｇｎｙｔｍ，ｓｒｃ：ｎｉｒｇｔｅｒｄｎｅｆｐａｅｂｔｅａｈｒｃｉｅｃｌｎｍｉｒｗｖｍａｉｇｓｓｅｄｉｇａｓｎｈｏｏｓｓｎｌａｑｉｉｏｙｔｍｓｄｓｒｂｄｗｈｃａｄｒｓｂｓｄｏＣ－３ａｄｓｆｙｃｒｎｕｉａｃｕｓｔｎｓｓｅｉｅｃｅｉｈｈｒｗａｅｉａｅｎＰＩ６３ｎｏｔｇｉｉ１ —
Ｄｅｉｎｏｕｔ－ｃｎｌｙｎｈｒｎｏｓｓｇａｃｕｉｉｉｎｓｓｅｓｇｆｍｌｉｈａｎｅｓｓｃｏｕｉｎｌａｑｓｔｏｙｔｍｉｍｉｌｍｅｒｃｗａｅｃｍｅａｎｌｉｔｉｖａｒ
ＴＡＮａ，ＹｕｎＹＡＮＧｏｇＳＹｎ，ＵＮｉｎ－ｉｇＹＵＡＮＮａ－ｈｎＪａｇｐｎ，ｉｃａｇ（ｃｏａｅＣｎｅ，ａｏａＵｉｒｉＭｉｒｖｅｔｒＮｔｎｌｎｅｓｙｏＤｗｉｖｔｆＴｃｎｌｙ，ｈｎｓａ４０７，ｈｎ）ｅｈｏｏＣａｇｈ１０３Ｃｉａｇ
摘要：据毫米波成像系统对各接收单元相位的要求，绍了一种硬件采用ＰＩ６３根介Ｃ一１３采集卡，软
件采用ＬｂＩＷ编写其配置控制程序的精确同步信号采集系统。在系统的输出端增加了数字下ａＶＥ变频模块．目的是将信号变频至零中频附近．为后续信号处理奠定基础。应用证明，同步信号采集
Ｋｅｒｓｙｗｏｄ：ｍｉｉｔｃｗａｅｉｇｎ；ｓｎｈｏｏｓａｑｉｉｏ；ＬｂＥ；ＤＤＣ；ＰＣ－１３ｌｍｅｒｖｍａｉｇｌｉｙｃｒｎｕｃｕｓｔｎｉａＶＩＷＩ６３
１引言
与ＳＲ（ｙｔｅｉＡｅｔｒａａ）ＡＳｎｈｔｐｒｅＲｄｒ的成像原理ｃｕ不同．米波摄像机是一种大阵列真实孔径成像系毫统．利用一个毫米波功率发射机照射需要成像的它
地区或物体．后用大型稀疏相控阵天线接收目标然
在ＡＤ转换后与其原来的相位有较大偏差，／即使按理想情况进行相位补偿也不能产生精确的聚焦．从而导致聚焦模糊。因此，文设计了一种多通道精本
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毫米波摄相机的多通道精确同步信号采集系统设计
●应用与设计
一５５一
毫米波摄相机的多通道精确同步信号
采集系统设计
谭渊，勇，孙江平，袁乃昌杨
（国防科技大学微波技术发展中心，湖南长沙４０７）１０３