CN104539290B - 一种多路a/d转换器数据自动对齐*** - Google Patents

一种多路a/d转换器数据自动对齐*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多路A/D转换器数据自动对齐***，对M个A/D转换器输出的信号进行对齐处理，包括数据对齐模块、M个数据接收模块和M个移位逻辑模块；本发明利用A/D转换器自带的调试输出模式配合数字逻辑处理器件内部的固件程序即可实现数据的对齐，全过程不需要额外输入特定信号，也不需要上位机对输出数据进行额外处理，简化了整个高速数据采集***的实现难度；本发明所提供的***完全基于硬件逻辑器件自动进行，可在数据采集***上电后短时间内完成整个对齐操作，节省数据采集***的初始化时间，提高***整体启动速度。

Description

一种多路A/D转换器数据自动对齐***
技术领域
本发明涉及高速数据采集技术领域，尤其涉及一种多路A/D转换器数据自动对齐***。
背景技术
当前超高速数据采集***通常使用多个高速A/D转换器对输入信号进行交织采样而后将所有A/D转换器输出的数据合并对齐的方式实现超高采样率。当前高速A/D转换器数据输出速率远高于现有数字逻辑处理器件时钟频率，对于接收数据均需以扩充位宽方式降低数据速率进行后续处理，而在输出数据降速的过程中，会因逻辑器件PLL锁定误差导致各个A/D转换器数据错位，在后续处理中需要将降频后的数据进行对齐以保证所得采集数据的正确性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种多路A/D转换器数据自动对齐***，能够对多路A/D转换器转换并降频后的数据进行对齐，不需要上位机的数据处理，简化高速数据采集***的实现难度。
本发明的一种多路A/D转换器数据自动对齐***，对M个A/D转换器输出的信号进行对齐处理，该***包括数据对齐模块、M个数据接收模块和M个移位逻辑模块；所述M个A/D转换器的输出端分别与M个数据接收模块相连；M个数据接收模块分别与M个移位逻辑模块相连，M个移位逻辑模块均接到数据对齐模块；M个A/D转换器的控制端与所述数据对齐模块相连；
所述M个A/D转换器在同一时刻连续输出测试波形数据；
所述M个数据接收模块分别接收对应的A/D转换器输出的测试波形数据，并以扩充位宽方式降低数据速率；
所述每个移位逻辑模块第一次从数据接收模块接收降速后的测试波形数据后，直接将该测试波形数据发给数据对齐模块；自第二次从数据接收模块接收降速后的测试波形数据开始，根据从所述数据对齐模块接收的偏移量对对应的测试波形数据进行移位，并把移位后的测试波形数据发给所述数据对齐模块；
所述数据对齐模块第一次从移位逻辑模块接收测试波形数据后，分别确定从各移位逻辑模块接收的测试波形数据中第一次出现与预存的特征值相等的数据点的时刻；所述特征值为从测试波形数据的一个波形周期内选取的只出现一次的数据值；然后将当前从移位逻辑模块接收的第2至第M路测试波形数据中特征值第一次出现时刻与当前第1路测试波形数据中的特征值第一次出现时刻求差值，将第i路测试波形数据对应的差值作为偏移量送给第i个移位逻辑模块,其中，i＝2,3,…,M；
所述数据对齐模块自第二次从移位逻辑模块接收测试波形数据开始，分别确定从各移位逻辑模块接收的测试波形数据中第一次出现与预存的特征值相等的数据点的时刻；然后将当前从移位逻辑模块接收的第2至第M路测试波形数据中特征值第一次出现时刻与当前第1路测试波形数据中的特征值第一次出现时刻求差值，并判断得到的M-1路差值是否均为0：
如果不是所有差值均为0，所述数据对齐模块将第i路测试波形数据对应的差值作为偏移量，并将本次求得的偏移量与上一次求得的偏移量的和值作为第i路测试波形数据的当前的偏移量送给第i个移位逻辑模块,其中，i＝2,3,…,M；
如果所有差值均为0，所述数据对齐模块首先将第i路测试波形数据对应的差值作为偏移量，并将本次求得的偏移量与上一次求得的偏移量的和值作为第i路测试波形数据的当前的偏移量，其中，i＝2,3,…,M；然后将各路测试波形数据对应的当前的偏移量作为移位逻辑模块最终的偏移量发送给移位逻辑模块,作为正常工作模式下使用的偏移量；同时，数据对齐模块控制各路A/D转换器接收模拟数字信号，进入正常工作模式。
较佳的，所述特征值选择在测试波形数据的波形跳变的位置。
本发明具有如下有益效果：
(1)本发明所提供的对齐***利用A/D转换器自带的调试输出模式配合数字逻辑处理器件内部的固件程序即可实现数据的对齐，全过程不需要额外输入特定信号，也不需要上位机对输出数据进行额外处理，简化了整个高速数据采集***的实现难度。
(2)本发明所提供的***完全基于硬件逻辑器件自动进行，可在数据采集***上电后短时间内完成整个对齐操作，节省数据采集***的初始化时间，提高***整体启动速度。
附图说明
图1为本发明的多路A/D转换器数据自动对齐***的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
在多通道高数示波器采集***中，若想在同样的硬件条件下想获得最大化的采样速率则需要采取交织采样的方式，即多通道的A/D转换器共同对一个通道的输入信号进行采样。此时需要对多个A/D转换器所输入的数据进行对齐操作。如图1所示，本发明所涉及的主要电路硬件基础包括：A/D转换器和数字逻辑处理器。
本发明的一种多路A/D转换器数据自动对齐***，对M个A/D转换器输出的信号进行对齐处理，该***包括数据对齐模块、M个数据接收模块和M个移位逻辑模块；所述M个A/D转换器的输出端分别与M个数据接收模块相连；M个数据接收模块分别与M个移位逻辑模块相连，M个移位逻辑模块均接到数据对齐模块；M个A/D转换器的控制端与所述数据对齐模块相连；
所述M个A/D转换器在同一时刻连续输出测试波形数据；
所述M个数据接收模块分别接收对应的A/D转换器输出的测试波形数据，并以扩充位宽方式降低数据速率；
所述每个移位逻辑模块第一次从数据接收模块接收降速后的测试波形数据后，直接将该测试波形数据发给数据对齐模块；自第二次从数据接收模块接收降速后的测试波形数据开始，根据从所述数据对齐模块接收的偏移量对对应的测试波形数据进行移位，并把移位后的测试波形数据发给所述数据对齐模块；
所述数据对齐模块第一次从移位逻辑模块接收测试波形数据后，分别确定从各移位逻辑模块接收的测试波形数据中第一次出现与预存的特征值相等的数据点的时刻；所述特征值为从测试波形数据的一个波形周期内选取的只出现一次的数据值，选定后将该特征值预存在数据对齐模块中，当输入的测试波形为方波或三角波时，为了提高检测特征值的准确度，特征值可选择波形跳变的点上。
然后将当前从移位逻辑模块接收的第2至第M路测试波形数据中特征值第一次出现时刻与当前第1路测试波形数据中的特征值第一次出现时刻求差值，将第i路测试波形数据对应的差值作为偏移量送给第i个移位逻辑模块,其中，i＝2,3,…,M；
所述数据对齐模块自第二次从移位逻辑模块接收测试波形数据开始，分别确定从各移位逻辑模块接收的测试波形数据中第一次出现与预存的特征值相等的数据点的时刻；然后将当前从移位逻辑模块接收的第2至第M路测试波形数据中特征值第一次出现时刻与当前第1路测试波形数据中的特征值第一次出现时刻求差值，并判断得到的M-1路差值是否均为0：
如果不是所有差值均为0，所述数据对齐模块将第i路测试波形数据对应的差值作为偏移量，并将本次求得的偏移量与上一次求得的偏移量的和值作为第i路测试波形数据的当前的偏移量送给第i个移位逻辑模块,其中，i＝2,3,…,M；
如果所有差值均为0，所述数据对齐模块首先将第i路测试波形数据对应的差值作为偏移量，并将本次求得的偏移量与上一次求得的偏移量的和值作为第i路测试波形数据的当前的偏移量，其中，i＝2,3,…,M；然后将各路测试波形数据对应的当前的偏移量作为移位逻辑模块最终的偏移量发送给移位逻辑模块,作为正常工作模式下使用的偏移量；同时，数据对齐模块控制各路A/D转换器接收模拟数字信号，进入正常工作模式。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种多路A/D转换器数据自动对齐***，对M个A/D转换器输出的信号进行对齐处理，其特征在于，包括数据对齐模块、M个数据接收模块和M个移位逻辑模块；所述M个A/D转换器的输出端分别与M个数据接收模块相连；M个数据接收模块分别与M个移位逻辑模块相连，M个移位逻辑模块均接到数据对齐模块；M个A/D转换器的控制端与所述数据对齐模块相连；
所述M个A/D转换器在同一时刻连续输出测试波形数据；
所述M个数据接收模块分别接收对应的A/D转换器输出的测试波形数据，并以扩充位宽方式降低数据速率；
每个移位逻辑模块第一次从数据接收模块接收降速后的测试波形数据后，直接将该测试波形数据发给数据对齐模块；自第二次从数据接收模块接收降速后的测试波形数据开始，根据从所述数据对齐模块接收的偏移量对对应的测试波形数据进行移位，并把移位后的测试波形数据发给所述数据对齐模块；
所述数据对齐模块第一次从移位逻辑模块接收测试波形数据后，分别确定从各移位逻辑模块接收的测试波形数据中第一次出现与预存的特征值相等的数据点的时刻；所述特征值为从测试波形数据的一个波形周期内选取的只出现一次的数据值；然后将当前从移位逻辑模块接收的第2至第M路测试波形数据中特征值第一次出现时刻与当前第1路测试波形数据中的特征值第一次出现时刻求差值，将第i路测试波形数据对应的差值作为偏移量送给第i个移位逻辑模块,其中，i＝2,3,…,M；
所述数据对齐模块自第二次从移位逻辑模块接收测试波形数据开始，分别确定从各移位逻辑模块接收的测试波形数据中第一次出现与预存的特征值相等的数据点的时刻；然后将当前从移位逻辑模块接收的第2至第M路测试波形数据中特征值第一次出现时刻与当前第1路测试波形数据中的特征值第一次出现时刻求差值，并判断得到的M-1路差值是否均为0：
如果不是所有差值均为0，所述数据对齐模块将第i路测试波形数据对应的差值作为偏移量，并将本次求得的偏移量与上一次求得的偏移量的和值作为第i路测试波形数据的当前的偏移量送给第i个移位逻辑模块,其中，i＝2,3,…,M；
如果所有差值均为0，所述数据对齐模块首先将第i路测试波形数据对应的差值作为偏移量，并将本次求得的偏移量与上一次求得的偏移量的和值作为第i路测试波形数据的当前的偏移量，其中，i＝2,3,…,M；然后将各路测试波形数据对应的当前的偏移量作为移位逻辑模块最终的偏移量发送给移位逻辑模块,作为正常工作模式下使用的偏移量；同时，数据对齐模块控制各路A/D转换器接收模拟数字信号，进入正常工作模式。
2.如权利要求1所述的一种多路A/D转换器数据自动对齐***，其特征在于，所述特征值选择在测试波形数据的波形跳变的位置。
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