8通道數(shù)據(jù)采集回放系統(tǒng)
8通道數(shù)據(jù)采集回放系統(tǒng)
一、方案
采集系統(tǒng)由工控計(jì)算機(jī),、模數(shù)AD轉(zhuǎn)換系統(tǒng)QT1138,,數(shù)模DA轉(zhuǎn)換系統(tǒng)QT1238,、SSD存儲(chǔ)器,,上變頻等模塊組成,;各個(gè)模塊集成在一臺(tái)工控機(jī)箱中,。其集成工作原理見(jiàn)下圖:
1.1 PCIE采集卡QT1138規(guī)格
l 支持8通道同步采集,。16bit 轉(zhuǎn)換精度。
l 模擬輸入帶寬120MHz
l 采用250MSPS單芯片雙通道ADC,。
l 50歐姆AC耦合,,輸入滿幅度2Vpp。支持DC藕合方式,;支持高頻脈沖信號(hào)輸入,。
l PCIe x8 Gen2數(shù)據(jù)傳輸接口,支持DMA傳輸,,連續(xù)傳輸率2.8GB/s,。
l FPGA支持用戶自定義邏輯開(kāi)發(fā)。
l 板載高穩(wěn)定度采集時(shí)鐘發(fā)生器,,支持外時(shí)鐘和外觸發(fā)同步輸入,。
l 輸入中頻:常用頻率為46MHz±10.23MHz
l 輸入中頻信號(hào)功率:-60dBm~10dBm;
l 通道一致性:≤50ps,。
1.2 PCIE DA回放卡QT1238規(guī)格
l 大支持8通道同步信號(hào)產(chǎn)生,,可配置
l 16bit 轉(zhuǎn)換精度。
l 高250MSPS數(shù)據(jù)更新率,,可配置,。
l 板載高穩(wěn)定度采集時(shí)鐘發(fā)生器,,支持外時(shí)鐘和外觸發(fā)同步輸入。
l PCIe x8 Gen2數(shù)據(jù)傳輸接口,,支持DMA傳輸,,連續(xù)傳輸率2.6GB/s。
l 回放頻率經(jīng)上變頻可達(dá)1.3G/s,,大于BDS B3的1268.52M,。
l FPGA支持用戶自定義邏輯開(kāi)發(fā)。
l 模擬輸出重構(gòu)濾波器可配置,,可以工作在、第二以及第三奈奎斯特區(qū),。
l 通道一致性:±3度
l 鏈路增益:-40dB~-20dB,;
l 幅頻特性:
-3dB帶寬:≥20.46MHz,
-40dB帶寬:≤50MHz,;
l 帶外雜散抑制:≥40dBc,;
l 輸出本振泄露功率:≤-65dBm;
l 帶內(nèi)平坦度:≤±1.5dB,;
l 輸出駐波:≤2.0,。
1.3 SSD 固態(tài)盤
容量:4TBytes;
存儲(chǔ)速率:≥1600MB/s(保證大采集速率下無(wú)丟數(shù))
1.4 上變頻模塊
可經(jīng)過(guò)上變頻到BDS B3的1268.52M,,LO:Local Oscillator 本機(jī)振蕩器
二,、系統(tǒng)情況
2.1采集/回放系統(tǒng):
2.2 DA回放板系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
采集回放卡包括如下特性:
1. 8通道 16bit 250MSPS 回放,50歐姆 直流/交流耦合,。2Vpp輸出,。
2. 低抖動(dòng)、低相噪時(shí)鐘發(fā)生器,,時(shí)鐘可設(shè)置,。
3. 支持外時(shí)鐘和外觸發(fā)接口,可以多塊卡組成多通道同步工做模式,。
DAC輸出電路如上圖,,重構(gòu)濾波器帶寬可以配置。
2.3 AD采集板系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
采集卡包括如下特性:
1. 8通道 16bit 250MSPS 采集,,50歐姆交流耦合,,支持2Vpp輸入。
2. 支持PCIE2.0x8接口, DMA傳輸速度2.8GB/s,。
3. 低抖動(dòng),、低相噪時(shí)鐘發(fā)生器,時(shí)鐘可設(shè)置,。
4. 支持外時(shí)鐘和外觸發(fā)接口,,可以多塊卡組成多通道同步工做模式,。
ADC輸入前端如上圖,帶通濾波器中心頻率和帶寬可以配置,。
2.4 采集/回放板外觀
2.5 高速存儲(chǔ)系統(tǒng)
該高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡采用PCIE2.0×8接口,,板載4TB高速flash。功耗待機(jī)14.5W,,讀寫16W,,板載四
SandForce SF-2582主控制器,持續(xù)讀寫速度高均為2.0GB/s,,隨機(jī)寫入性
8KB 160000 IOPS,,4KB 2500000 IOPS,大IOPS 260000,。支持TRIM/SCSI unmap
S.M.A.R.T.及企業(yè)級(jí)屬性,,128/256-bit AES加密,ECC 錯(cuò)誤校驗(yàn),,支持掉電保護(hù)和數(shù)據(jù)寫入保
(DataWrite Assurance)技術(shù),。
系統(tǒng)配套軟件
系統(tǒng)軟件包括應(yīng)用軟件,二次開(kāi)發(fā)API函數(shù),,以及FPGA開(kāi)發(fā)環(huán)境三部分,。
1. 應(yīng)用軟件,具有虛擬示波器功能,,方便設(shè)置硬件,,讀取/保存數(shù)據(jù)以及波形顯示/頻譜分析功能。
其功能和界面如下所示:
1. 二次開(kāi)發(fā)API函數(shù):
我們提供豐富的接口函數(shù)和系統(tǒng)主要功能的例程,,支持C/C++,,labview的二次程序開(kāi)發(fā)。