一种多通道同步数据采集装置

1.本实用新型涉及数据采集装置技术领域，特别是涉及一种多通道同步数据采集装置。


背景技术：

2.多通道同步数据采集装置在通信行业有着很重要的地位，能够利用多个通道同时采样，通道间时延小。这样的多通道同步数据采集装置可以应用到井下探测当中。
3.井下探测可分为时间域激电法和频域激电法，在井下的矿物探测频域激电法具体包括：
4.(1)变频法，该方法是在不断电的情况下，采用两次分别供应低频电流和高频电流测出高、低频电压差，并计算视幅频率，但这种方法不能同时采集到两种频率的激电电压；
5.(2)双频激电法，这种方法由中南大学的何继善院士实用新型的一种地球物理勘探方法的双频激电接收机虽然能够实现两种频率信号的同步接收，并采集到相应的激电电压信号，但是由于同步精度不够，ad转换器的转换精度低，激发极化效应和电磁耦合效应的干扰、处理器的对数据处理能力较弱等一系列的因素，导致相关设备的精度低，数据处理能力弱，出现数据不稳定等一系列现象。
6.基于此，一种能够解决上述问题的多通道同步采集装置亟待出现。


技术实现要素：

7.为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种多通道同步数据采集装置。
8.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
9.一种多通道同步数据采集装置，包括：输入接口、第一放大器、工频抑制器、第二放大器、模数转换器、fpga控制器、同步时钟接口、处理器、rtc实时时钟和发送模块；
10.所述输入接口、所述第一放大器、所述工频抑制器、所述第二放大器、所述模数转换器和所述fpga控制器依次连接；所述fpga控制器内置有所述同步时钟接口；所述fpga控制器与所述处理器连接；所述处理器分别与所述rtc实时时钟、所述工频抑制器、所述fpga控制器和所述发送模块连接。
11.优选地，所述模数转换器的型号为：ads1271。
12.优选地，所述第二放大器的型号为：ad603。
13.优选地，所述发送模块为4g单元、5g单元、wifi单元、蓝牙单元、zigbee单元和有线单元中的任一种。
14.优选地，所述工频抑制器包括：依次连接的初级滤波电路和滤波放大电路。
15.优选地，所述初级滤波电路包括：
16.第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一放大器的输出端连接；
17.第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端连接；
18.第一电容，所述第一电容的正极与所述第二电阻的另一端连接，所述第一电容的负极接地；
19.第一运算放大器，所述第一运算放大器的同相输入端与所述第一电容的正极连接，所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一运算放大器的输出端连接；
20.第二电容，所述第二电容的正极与所述第二电阻的一端连接，所述第二电容的负极与所述第一运算放大器的输出端连接。
21.优选地，所述滤波放大电路包括：
22.第三电容，所述第三电容的正极与所述初级滤波电路的输出端连接；
23.第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第三电容的负极连接，所述第五电阻的另一端接地；
24.第二运算放大器，所述第二运算放大器的同相输入端与所述第五电阻的一端连接；
25.第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第三电阻的另一端接地；
26.第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第三电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第二运算放大器的输出端连接。
27.根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：
28.本实用新型提供了一种多通道同步数据采集装置，包括：输入接口、第一放大器、工频抑制器、第二放大器、模数转换器、fpga控制器、同步时钟接口、处理器、rtc实时时钟和发送模块；所述输入接口、所述第一放大器、所述工频抑制器、所述第二放大器、所述模数转换器和所述fpga控制器依次连接；所述fpga控制器内置有所述同步时钟接口；所述fpga控制器与所述处理器连接；所述处理器分别与所述rtc实时时钟、所述工频抑制器、所述fpga控制器和所述发送模块连接。本实用新型能够在提高同步精度的同时，提高数据处理精度。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本实用新型实施例提供的装置结构示意图；
31.图2为本实用新型实施例提供的滤波放大电路示意图。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同
的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
34.本技术的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤、过程、方法等没有限定于已列出的步骤，而是可选地还包括没有列出的步骤，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤元。
35.本实用新型的目的是提供一种多通道同步数据采集装置，能够在提高同步精度的同时，提高数据处理精度。
36.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
37.图1为本实用新型实施例提供的装置结构示意图，如图1所示，本实用新型提供了一种多通道同步数据采集装置，包括：输入接口、第一放大器、工频抑制器、第二放大器、模数转换器、fpga控制器、同步时钟接口、处理器、rtc实时时钟和发送模块；
38.所述输入接口、所述第一放大器、所述工频抑制器、所述第二放大器、所述模数转换器和所述fpga控制器依次连接；所述fpga控制器内置有所述同步时钟接口；所述fpga控制器与所述处理器连接；所述处理器分别与所述rtc实时时钟、所述工频抑制器、所述fpga控制器和所述发送模块连接。
39.优选地，所述模数转换器的型号为：ads1271。
40.进一步地，ad转换芯片采用ads1271。本实施例中的ads1271是高带宽的24位工业用模/数转换器，实现了dc精度与ac性能的突破性结合，支持菊花链和多通道同步模式，适用于多通道同步采集，能够减少数字i/o的使用量，简化电路布局。
41.优选地，所述第二放大器的型号为：ad603。
42.优选地，所述发送模块为4g单元、5g单元、wifi单元、蓝牙单元、zigbee单元和有线单元中的任一种。
43.具体的，本实施例中的处理器为cortex-a8。
44.优选地，所述工频抑制器包括：依次连接的初级滤波电路和滤波放大电路。
45.在实际应用中，本实用新型的初级滤波电路，包括：第一电阻r1、第二电阻r2、第一电容c1、第二电容c2和第一运算放大器p1。
46.第一电阻r1，所述第一电阻r1的一端与所述放大电路的输出端连接；第二电阻r2，所述第二电阻r2的一端与所述第一电阻r1的另一端连接；第一电容c1，所述第一电容c1的正极与所述第二电阻r2的另一端连接，所述第一电容c1的负极接地；第一运算放大器p1，所述第一运算放大器p1的同相输入端与所述第一电容c1的正极连接，所述第一运算放大器p1的反相输入端与所述第一运算放大器p1的输出端连接；第二电容c2，所述第二电容c2的正极与所述第二电阻r2的一端连接，所述第二电容c2的负极与所述第一运算放大器p1的输出端连接。
47.请参阅图2，所述滤波放大电路，包括：
48.第三电容c3，所述第三电容c3的正极与所述初级滤波电路的输出端连接；
49.第五电阻r5，所述第五电阻r5的一端与所述第三电容c3的负极连接，所述第五电
阻r5的另一端接地；
50.第二运算放大器p2，所述第二运算放大器p2的同相输入端与所述第五电阻r5的一端连接；
51.第三电阻r3，所述第三电阻r3的一端与所述第二运算放大器p2的反相输入端连接，所述第三电阻r3的另一端接地；
52.第四电阻r4，所述第四电阻r4的一端与所述第三电阻r3的一端连接，所述第四电阻r4的另一端与所述第二运算放大器p2的输出端连接。
53.进一步地，本实施例通过利用初级滤波电路和滤波放大电路对输入信号进行处理，可以对输入信号进行放大和滤波，大大提高装置的灵敏度。
54.本实用新型的工作原理如下：
55.每个通道的信号输入采用独立的信号处理链路，包括放大、滤波、再放大、采样和转换；即本实施例中的信号经过第一放大器的滤波放大后，又经过了程控放大器的再次放大。且当信号进入模数转换器后，fpga内部对模数转换器进行逻辑控制，以控制模数转换器的采样速率、传输方式等；同时fpga控制器对采样来的同步实时数据进行缓冲处理；数据缓存完成后再通过内部的数字滤波传输给cortex-a8处理器，cortex-a8处理器对数据按照协议进行打包处理并发送。
56.本实用新型的有益效果如下：
57.本实用新型能够在提高同步精度的同时，提高数据处理精度。
58.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
59.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

技术特征：
1.一种多通道同步数据采集装置，其特征在于，包括：输入接口、第一放大器、工频抑制器、第二放大器、模数转换器、fpga控制器、同步时钟接口、处理器、rtc实时时钟和发送模块；所述输入接口、所述第一放大器、所述工频抑制器、所述第二放大器、所述模数转换器和所述fpga控制器依次连接；所述fpga控制器内置有所述同步时钟接口；所述fpga控制器与所述处理器连接；所述处理器分别与所述rtc实时时钟、所述工频抑制器、所述fpga控制器和所述发送模块连接。2.根据权利要求1所述的多通道同步数据采集装置，其特征在于，所述模数转换器的型号为：ads1271。3.根据权利要求1所述的多通道同步数据采集装置，其特征在于，所述第二放大器的型号为：ad603。4.根据权利要求1所述的多通道同步数据采集装置，其特征在于，所述发送模块为4g单元、5g单元、wifi单元、蓝牙单元、zigbee单元和有线单元中的任一种。5.根据权利要求1所述的多通道同步数据采集装置，其特征在于，所述工频抑制器包括：依次连接的初级滤波电路和滤波放大电路。6.根据权利要求5所述的多通道同步数据采集装置，其特征在于，所述初级滤波电路包括：第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一放大器的输出端连接；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端连接；第一电容，所述第一电容的正极与所述第二电阻的另一端连接，所述第一电容的负极接地；第一运算放大器，所述第一运算放大器的同相输入端与所述第一电容的正极连接，所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一运算放大器的输出端连接；第二电容，所述第二电容的正极与所述第二电阻的一端连接，所述第二电容的负极与所述第一运算放大器的输出端连接。7.根据权利要求5所述的多通道同步数据采集装置，其特征在于，所述滤波放大电路包括：第三电容，所述第三电容的正极与所述初级滤波电路的输出端连接；第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第三电容的负极连接，所述第五电阻的另一端接地；第二运算放大器，所述第二运算放大器的同相输入端与所述第五电阻的一端连接；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第三电阻的另一端接地；第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第三电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第二运算放大器的输出端连接。

技术总结
本实用新型提供了一种多通道同步数据采集装置，包括：输入接口、第一放大器、工频抑制器、第二放大器、模数转换器、FPGA控制器、同步时钟接口、处理器、RTC实时时钟和发送模块；所述输入接口、所述放大器、所述工频抑制器、所述模数转换器和所述FPGA控制器依次连接；所述FPGA控制器内置有所述同步时钟接口；所述FPGA控制器与所述处理器连接；所述处理器分别与所述RTC实时时钟、所述第二放大器连接和所述发送模块连接。本实用新型能够在提高同步精度的同时，提高数据处理精度。提高数据处理精度。提高数据处理精度。


技术研发人员：翟景红 李洋 贾定宇
受保护的技术使用者：中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所
技术研发日：2022.12.01
技术公布日：2023/7/14