BentlyNevada 3500/33(149992-01)
引言
数据采集技术是以前端的模拟信号处理、数字化、数字信号处理和计算机等高科技为基础而形成的一门综合技术，是联系模拟世界和数字世界的桥梁。它在许多领域得到了广泛的应用。数字技术促进了上述这些领域的发展，而反过来又对数据采集系统提出了愈来愈高的要求，本文所设计的16位16通道零相位差数据采集系统不仅具有较高的转化精度，而且提供多通道零相位差特性。正是由于各通道之间的信号在数字化之后，不存在相位差，这对那些诸如声纳阵列、多点振动检测、电力系统监测等需要对多路信号进行相位相关特性分析的事件而言，使用这种采集系统就特别有意义。USB接口的普遍性使本系统很容易与PC机接口。
1系统设计
16位1
6通道零相位差数据采集系统的结构框图如图1所示。其核心部分是A/D转换器和DSP，此外还有一些外围电路。
1.1A/D转换器的设计
为使转换能达到一定速率，选择16位并行接口A/D转换器。这种芯片好几家公司都有，表1列出了一些芯片的主要特性。
A/DX（以上五种芯片的统称，下同）的详细特性请查阅各公司的产品资料。A/DX有两种工作模式：***种如图2所示，R/C控制转换，CS接地。这种模式，每片A/DX都需要一片7416374来暂存转换结束的数据。第二种工作模式如图3，由CS来控制转换和读时序，这样可以省去7416374，使电路简化，但它的时序比较严格。启动转换时，R/C和CS要同时为低，且R/C要比CS提前10ns为低；读数据时，R/C为高，CS为低。幸好TI公司的DSP可以满足该时序要求。
1.2数字信号处理器设计
数字信号处理器（DSP）是针对数字信号处理的特点而设计的一种单片机，但现在它也广泛的应用于各控制领域。为了使本系统达到一定的采样率，并有一定的通道扩展率（可扩展到96通道），本系统采用了TI公司的16位定点的DSPTMS320C50。
由图4可以看到IS、STRB和RD控制信号正好满足A/DX的时序要求。
1.3USB接口电路的设计
USB接口可以有很多方法完成，如可以用专用USB接口芯片，也可以用带有USB接口的单片机或直接用FPGA来完成USB接口。本系统使用INTEL的带有USB接口的单片机8X930AX，它与普通的MCS51系列的单片机相比，只增加了USB接口，所以可以参考普通的MCS51系列单片机的设计。在8X930AX与DSP之间可以用一FIFO来缓存数据。
2系统工作原理
如图1所示，系统总体结构以PC为主机，DSP为辅助处理器，它们之间通过USB接口通信。16路输入信号各自都由采样保持器和ADC，它们都由同一个采样定时器启动转换，每个通道都选用同样的器件与电路，这样就保证了对16路模拟输入信号采样的同时性，以达到零相位差的目的。
由PC机下指令给DSP需要多少采样，然后DSP就启动转换，接着DSP查询A/DX的转换结束就读数据，***终把数据送到FIFO，并通知8X930AX可以把数据送到PC机了。
在该系统中，DSP负责完成全部16通道的采样时钟产生、时序控制、数据读入等工作。利用DSP技术来设计这样一种多通道数据采集系统，其灵活的硬件结构及开放型的软件设计不但能满足该系统的要求，而且具有非常广阔的功能拓展潜力。工作过程简述如下。
Schlie?kolben Kl?ckner Ferromatik FM 130, FM 140 FM 160
Wegaufnehmer Philips Nr. 940446270301, Ferromatik
Verst?rkerkarte Bosch Nr. B830303236, Ferromatik Spritz...
Schlie?kolben Fahrbewegung Kl?ckner Ferromatik FM 175
Injection cylinder + injection piston Ferromatik F 20
50 mm Schnecke Kl?cknerFerroma?tik FM 130 FM 140 FM 160
RSP D.45 mm für Ferromatik Spritzgie?masch?inen
Fuchslocher Verschlu?düse federbet?tigt D. 50 mm Klockn...
Tastatur Philips No. 940446206311, FM, FX, Ferromatik
Ventilkarte Philips Nr. 940446203021 Ferromatik
Schlie?zylinder?flansch für Kl?ckner Ferromatik FX 40
Spritzzylinder + Spritzkolben Kl?ckner Ferromatik FX 40
Analoge Eingangskarte BR 2005 AI375 3AI375.6 Ferromatik
50 mm Plastifiziersch?necke für Kl?ckner Ferromatik Spri...
IQT350 Philips No. 940446235001 + No. 46924001, PMC1000...
Digital input card B&R 2005, DI476, 3DI476.6, Ferromati...
25 mm Schnecke für Kl?ckner Ferromatik FX 30 FX 40 gute...
Memory drive B&R 2005, 5E2000.03, Ferromatik Milacron
?lkühler au?enliegend L 430 mm D 120 mm Ferromatik F 20
Zylinder Kloeckner Ferromatik FM 175/200 70 mm Bimetall
P und V Karte Philips Nr. 940446201091 Kl?ckner
Schlie?kolben von FM 130, für Fahrbewegung
Clamping piston for Lockner F 20, for carriage movement
Wegaufnehmer Philips Nr. 940446270151, Me?l?nge 150 mm
Proportionalven?til Bosch Nr. 0811404035, Ferromatik Mas...
Hydraulikmotor Ferromatik FM 375 Hydromatik A2F 125 W
Wegaufnehmer Temposonics Typ GAH0400MRR82R01?, 400 mm
Schnecke mit Mischteil D. 50 mm für Kl?ckner Ferromatik...
Fahrzylinder für Kl?ckner Ferromatik FD, FM 130/160
Schnecke Klockner Ferromatik FM 175 FM 200, D. 70 mm
Schlie?block für Ferromatik K 60 D-S Spritzgie?masch?ine
CPU Karte Board Philips Nr. 940622191021 für FM/FX - Fe...
Schlie?zylinder?flansch von FX 125, gebraucht
Foil key board B&R 2005, 5E2000.02, Ferromatik Milacron
Sicherheitsvent?il Bosch Nr 0810001841 für Ferromatik FM
Schneckenzylind?er Bimetall 50 mm für Ferromatik Milacro...
Proportionalven?til Bosch Nr. 0811404121 für Ferromatik
kompletter Kabelstrang von Kl?ckner Ferromatik FM 175
Verst?rkerkarte Bosch Nr. 0811405078 Ferromatik Kl?ckne...
Proportional valve Bosch No. 0811404002, Ferromatik Mas...
Mixing module BR 2003, DM465, 7DM465.7 Ferromatik
Clamping piston for Klockner Ferromatik F, FM 60
Vorgesteuertes Proportionalven?til Bosch Nr. 0811404012 ...
Hydraulic motor Danfoss OMTS 315, Ferromatik
Amplifier card for Ferromatik FM/FX Bosch No. 08114050...
Wegaufnehmer Temposonics GAH0250MRR82R01 Ferromatik
IQT350 Philips No. 940446235011 + No. 46940001, PMC1000...
Ger?t Schutztürüberw. Square D GEK Serie A Ferromatik
Auswerferplatte für Kl?ckner Ferromatik F 20, FR 20
Netzteil Philips Typ PE1140-50U, Ferromatik
V 17 Sicherheitsvent?il Bosch No. B810005522 Klockner
Folientastatur B&R 2005, 5E2000.10, K, K-Tec und Elektr...
Ansaugventil ER5 / ER6 von FM 110, Ferromatik Spritzgie...
Rückschlagventi?l Ferromatik Rexroth Nr. SL10GA-1-31
Rückschlagventi?l Rexroth Nr. SV15GA-1-40 Ferromatik
Rexroth Nr. SV15G 21 SO.67 Rückschlagventi?l Ferromatik
Non return valve Bosch No. 0811020020, Ferromatik K-Tec
Used clamping cylinder flange for FX 75
Netzteil +5V, +12V, -12V/500mA, Ferromatik Spritzgies***...
Auswerfer Ferromatik Spritzgies***asc?hine F FR FM 20
Sicherheitsvent?il Ferromatik Rexroth Nr. 5-4WMR10X70-32
Filter housing PALL No. HH8600C12KPRBMY?D88, Ferromatik
CPU Karte CP152, 3CP152.9, K, K-Tec, Elektra, Ferromati...
Manometer Au?endurchmesse?r: 100 mm, bis 160 bar
Clamping cylinder for Klockner Ferromatik F 20, FR 20
Schlie?kolben für Kl?ckner Ferromatik F 20, FR 20
hydraulischer Spritzblock Kl?ckner Ferromatik FX 125
Ejector from K 200 S, Ferromatik
Kernzugblock, 1-fach fuer Klockner Ferromatik
Spritzgetriebe für Kl?ckner Ferromatik FD, FM 175 200
Ejector plate for Ferromatik FX 125
Interface board card Philips No. 940622190001, Ferromat...
Digitale Eingangskarte Board Philips Nr. 940446208381, ...
Power supply Philips No. 940622129101, Ferromatik
Auswerfer für Kl?ckner Ferromatik FM 175/200
Clamping cylinder for Klockner Ferromatik FX 40 Grigat
Clamping cylinder flange Klockner Ferromatik FM 60
Verst?rkerkarte Bosch Nr. 0811405006 für Ferromatik Spr...
Clamping cylinder cover Klockner Ferromatik FM 175/200
Schlie?kolben Kl?ckner Ferromatik Milacron FM 175/200
Proportionalven?til Bosch Nr. 0811404012 + Bosch Nr. 081...
Clamping cylinder lid for F, FM 85 Ferromatik machines
P and V card Philips No. 940446201051 Ferromatik FM/FX
P&V Karte Philips Nr. 940499922411 für FM, FX Ferromati...
Temperature card Philips No. 940446202021 for Ferromati...
Digital input card board Philips No. 940446208331 DIT33...
Netzteil B und R 2005, PS790, 3PS790.9
Ejector for Klockner Ferromatik FX 40 Bernd Grigat GmbH
Amplifier card Bosch No. B830303063 Ferromatik used spa...
Power supply card Philips No. 940446209011 for FM, FX F...
Zylinder D. 45 mm Bimetall für Ferromatik FM 85 FM 110
Auswerferplatte für Kl?ckner Ferromatik F FR FM 40 / 60
Provit B&R 2005, 5C2001.16, Ferromatik Milacron, K, K-T...
Proportionalven?til Bosch Nr. 0811403004, Drosselventil,.?..
IQT350 Ferromatik Philips 940446235001 46045034 PMC1000
Proportionalven?til Bosch Nr. 0811104083, Ferromatik Ers...
Schlie?zylinder für Kl?ckner Ferromatik Miacron FX 125,...
Proportionalven?til Bosch Nr. 0811300050, Ferromatik Spr...
Schlie?kolben für Ferromatik Spritzgies***asc?hine FX 40
Proportionalven?til Bosch 0811402030 + 0811405041, K-Tec...
Proportionalven?til Bosch Nr. 0811404601, Ferromatik
Proportionalven?til Bosch Nr. 0811402182 + Bosch Nr. 081...
Proportionalven?til Bosch Nr. 0811403104 + Bosch Nr. 081...
Schneckenspitze Durchmesser 60 mm, gepanzert, Ferromati...
Schlie?zylinder für Kl?ckner Ferromatik FM 60
Schlie?kolben für Maschine Kl?ckner Ferromatik FX 125
Schlie?zylinder?, feste Platte Ferromatik Milacron K 60