隔離式數(shù)據(jù)采集卡制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種隔離式數(shù)據(jù)采集卡，包括：用于對待測量系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集和/或輸出的數(shù)據(jù)采集模塊；與所述數(shù)據(jù)采集模塊連接、用于對所述數(shù)據(jù)采集模塊進行邏輯控制的從邏輯控制模塊；用于與所述從邏輯控制模塊以及上位機總線進行通信的主邏輯控制模塊；所述從邏輯控制模塊和所述主邏輯控制模塊之間連接有用于進行電氣隔離的電氣隔離模塊；所述主邏輯控制模塊還連接有總線橋模塊，所述總線橋模塊用于實現(xiàn)所述主邏輯控制模塊與所述上位機總線之間的通信。本發(fā)明專利技術(shù)不僅避免了引入被測量系統(tǒng)的共模電壓等干擾，而且避免了對模擬信號進行隔離造成的信號損失，以較低成本實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的隔離式采集。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及數(shù)據(jù)采集技術(shù)，尤其涉及一種隔離式數(shù)據(jù)采集卡。
技術(shù)介紹
數(shù)據(jù)采集卡用于對各種類型的數(shù)據(jù)進行采集，隨著現(xiàn)代設(shè)備朝向數(shù)字化、信息化 的高速發(fā)展，數(shù)據(jù)采集卡在各個領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。數(shù)據(jù)采集卡在使用過程中一端連接被測量系統(tǒng)，另一端連接采集系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采 集。由于常見的數(shù)據(jù)采集卡不具備電氣隔離的能力，可能引入被測量系統(tǒng)的共模電壓等干 擾，從而對米集系統(tǒng)造成損壞。
技術(shù)實現(xiàn)思路
在下文中給出關(guān)于本專利技術(shù)的簡要概述，以便提供關(guān)于本專利技術(shù)的某些方面的基本理 解。應(yīng)當(dāng)理解，這個概述并不是關(guān)于本專利技術(shù)的窮舉性概述。它并不是意圖確定本專利技術(shù)的關(guān) 鍵或重要部分，也不是意圖限定本專利技術(shù)的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念， 以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。本專利技術(shù)在于提供一種具有電氣隔離功能的隔離式數(shù)據(jù)采集卡。本專利技術(shù)提供的隔離式數(shù)據(jù)采集卡，包括用于對待測量系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集和/或輸出的數(shù)據(jù)采集模塊；與所述數(shù)據(jù)采集模塊連接、用于對所述數(shù)據(jù)采集模塊進行邏輯控制的從邏輯控制 模塊；用于與所述從邏輯控制模塊以及上位機總線進行通信的主邏輯控制模塊；所述從邏輯控制模塊和所述主邏輯控制模塊之間連接有用于進行電氣隔離的電 氣隔離模塊；所述主邏輯控制模塊還連接有總線橋模塊，所述總線橋模塊用于實現(xiàn)所述主邏輯 控制模塊與所述上位機總線之間的通信。本專利技術(shù)提供的隔離式數(shù)據(jù)采集卡具有電氣隔離功能，在近待測量系統(tǒng)側(cè)設(shè)置從邏 輯控制模塊，在近上位機(也稱為主機)側(cè)設(shè)置主邏輯控制模塊，從邏輯控制模塊和主邏輯 控制模塊之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為數(shù)字信號，電氣隔離模塊設(shè)置于數(shù)據(jù)采集卡傳輸數(shù)字信號的部 分即信號隔離環(huán)節(jié)設(shè)置于信號的數(shù)字部分，不僅避免了引入被測量系統(tǒng)的共模電壓等干 擾，而且避免了對模擬信號進行隔離造成的信號損失，以較低成本實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的隔離式采 集。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 專利技術(shù)的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術(shù)實施例一提供的隔離式數(shù)據(jù)采集卡的結(jié)構(gòu)示意圖2為本專利技術(shù)實施例二提供的隔離式數(shù)據(jù)采集卡的結(jié)構(gòu)示意圖3為本專利技術(shù)實施例三提供的隔離式數(shù)據(jù)采集卡的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記11-數(shù)據(jù)采集模塊；12_從邏輯控制模塊；13_主邏輯控制模塊；14-電氣隔離模塊；15-總線橋模塊；111-數(shù)字輸入/輸出模塊；112-數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊；113-模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；1131_輸入選擇單元；1132-PGA單元；1133-模數(shù)轉(zhuǎn)換單元；121-從數(shù)據(jù)封裝模塊；122-從數(shù)據(jù)解封裝模塊；131-主數(shù)據(jù)解封裝模塊；132-主數(shù)據(jù)封裝模塊；133-第一存儲控制器；134-第一存儲器；135-第二存儲控制器；136-第二存儲器；137-第一緩存器；138-第二緩存器；141_電源隔離模塊；142-信號隔離模塊。具體實施方式為使本專利技術(shù)實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本專利技術(shù)實施例 中的附圖，對本專利技術(shù)實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本專利技術(shù)一部分實施例，而不是全部的實施例。在本專利技術(shù)的一個附圖或一種實施方式中描述 的元素和特征可以與一個或更多個其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當(dāng) 注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本專利技術(shù)無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的 部件和處理的表示和描述。基于本專利技術(shù)中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造 性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術(shù)保護的范圍。本專利技術(shù)實施例提供的隔離式數(shù)據(jù)采集卡在信號的數(shù)字部分如邏輯控制端引入了 電氣隔離模塊，通過電氣隔離模塊對待測量系統(tǒng)側(cè)和上位機(如主機)側(cè)進行電氣隔離，不 僅避免了引入被測量系統(tǒng)的共模電壓等干擾，而且避免了對模擬信號進行隔離造成的信號 損失，同時成本也較低。為便于描述，本專利技術(shù)實施例中將隔離式數(shù)據(jù)采集卡中靠近待測量系統(tǒng)側(cè)的邏輯 控制模塊稱為“從邏輯控制模塊”，而靠近上位機側(cè)的邏輯控制模塊稱為“主邏輯控制模 塊”;將從待測量系統(tǒng)側(cè)向上位機側(cè)方向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、指令等信息稱為“第一數(shù)據(jù)”，而將從 上位機側(cè)方向向待測量系統(tǒng)側(cè)方向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、指令等信息稱為“第二數(shù)據(jù)”。需要說明的 是，上述名稱僅便于描述而進行的區(qū)分命名，不應(yīng)理解為對本專利技術(shù)實施例技術(shù)方案實質(zhì)的 限制。圖1為本專利技術(shù)實施例一提供的隔離式數(shù)據(jù)采集卡的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，隔 離式數(shù)據(jù)采集卡包括數(shù)據(jù)采集模塊11、從邏輯控制模塊12、主邏輯控制模塊13、電氣隔離 模塊14和總線橋模塊15。數(shù)據(jù)采集模塊11用于對待測量系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集和/或輸出。例如數(shù)據(jù)采集模 塊可進行數(shù)字信號采集和/或輸出，或者進行模擬信號采集并將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號 輸入到從邏輯控制模塊等。從邏輯控制模塊12與數(shù)據(jù)采集模塊11連接、用于對數(shù)據(jù)采集模塊進行邏輯控制。主邏輯控制模塊13用于與從邏輯控制模塊以及上位機總線進行通信。電氣隔離模塊14設(shè) 置于從邏輯控制模塊12和主邏輯控制模塊13之間連接，用于進行電氣隔離，如在待測量系 統(tǒng)側(cè)和主機側(cè)之間進行電氣隔離開。主邏輯控制模塊13還連接有總線橋模塊15，總線橋模 塊15用于實現(xiàn)主邏輯控制模塊13與上位機總線之間的通信。例如從邏輯控制模塊可對 數(shù)據(jù)采集模塊進行但不限于以下邏輯控制采集邏輯控制、數(shù)據(jù)輸出邏輯控制等；或者，從 邏輯控制模塊配合主邏輯控制模塊對數(shù)據(jù)采集模塊進行但不限于上述邏輯控制。主邏輯控 制模塊和從邏輯控制模塊之間的數(shù)據(jù)經(jīng)電氣隔離模塊進行傳輸，主邏輯控制模塊經(jīng)電氣隔 離模塊接收從邏輯控制模塊輸出的第一數(shù)據(jù)并發(fā)送到上位機總線、以及將經(jīng)上位機總線接 收的第二數(shù)據(jù)經(jīng)電氣隔離模塊發(fā)送給從邏輯控制模塊。本實施例提供的隔離式數(shù)據(jù)采集卡中，從邏輯控制模塊和主邏輯控制模塊之間傳 輸?shù)臄?shù)據(jù)為數(shù)字信號，電氣隔離模塊設(shè)置于數(shù)據(jù)采集卡傳輸數(shù)字信號的部分即信號隔離環(huán) 節(jié)設(shè)置于信號的數(shù)字部分，不僅避免了引入被測量系統(tǒng)的共模電壓等干擾，而且避免了對 模擬信號進行隔離造成的信號損失，以較低成本實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的隔離式采集。圖2為本專利技術(shù)實施例二提供的隔離式數(shù)據(jù)采集卡的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本 實施例在上述實施例技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，為滿足多樣化的測量需求，可選的，數(shù)據(jù)采集模塊 可包括但不限于以下一種或幾種數(shù)字輸入/輸出(Digital Input/Output,簡稱DIO)模塊 111、數(shù)模轉(zhuǎn)換(Digital-to-Analog Converter,簡稱 DAC)模塊 112、模數(shù)轉(zhuǎn)換(Analog to Digital Converter，簡稱ADC)模塊113。在以下各可選的實現(xiàn)方式中，為提高測量的方便 性數(shù)字輸入/輸出模塊可包括多路(如16路等)數(shù)字輸入通道和多路(如16路等)數(shù)字輸 出通道；和/或，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊可包括多路(如4路)同步模擬輸出通道；和/或，所述模數(shù) 轉(zhuǎn)換模塊的位數(shù)為24比特，采樣率為每秒4百萬次采樣，以滿足高速海量的數(shù)據(jù)采集需求， 實現(xiàn)高速、高精度的數(shù)據(jù)采集。例如，在一種可選的實現(xiàn)方式中數(shù)字輸入/輸出模塊111可配置為16入/16出 或者8入/8出，數(shù)字輸入可兼容5V和本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種隔離式數(shù)據(jù)采集卡，其特征在于，包括：用于對待測量系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集和/或輸出的數(shù)據(jù)采集模塊；與所述數(shù)據(jù)采集模塊連接、用于對所述數(shù)據(jù)采集模塊進行邏輯控制的從邏輯控制模塊；用于與所述從邏輯控制模塊以及上位機總線進行通信的主邏輯控制模塊；所述從邏輯控制模塊和所述主邏輯控制模塊之間連接有用于進行電氣隔離的電氣隔離模塊；所述主邏輯控制模塊還連接有總線橋模塊，所述總線橋模塊用于實現(xiàn)所述主邏輯控制模塊與所述上位機總線之間的通信。

【技術(shù)特征摘要】
...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬恩云，趙永杰，張斌，朱良，孫嫻，許文靚，段偉亮，
申請(專利權(quán))人：北京泛華恒興科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：