一种多通道信号采集显示装置的制作方法

1.本实用新型涉及控制器领域，尤其涉及一种多通道信号采集显示装置。


背景技术：

2.在电子技术类课程实验教学过程中，经常需要对学生用分布式实验台位输出的模拟信号进行采集与观察，目前一般采用每个实验台位配备一台示波器的方式进行波形观察。在实验过程中经常需要对分布在不同空间中的某个或某几个台位输出信号进行同步采集和显示，目前实验室用示波器数据采集线一般1米左右，一般不支持远程数据采集，不能对分布在不同空间的实验台位的信号进行同步采集显示和比较分析。
3.多通道信号采集被广泛应用于视频监控系统中，但是这种系统需要多个终端摄像头进行信息采集，不适用于多台位实验台的模拟信号采集和显示。
4.在分布式控制系统领域，需要同时监测多个测试点的模拟信号，一般采用ad转换器对模拟信号进行采集，并转换为数字信号，采用485总线等传输至控制端，控制端一般需要专门的数据接收设备来接收数据，并需要电脑和专门的人机交互软件来进行数据处理和显示；此外由于485传输速率较慢，不利于实验室多个台位的数据高速采集和实时同步显示。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种多通道信号采集显示装置，以克服电子技术实验教学过程中对空间分布式多个台位输出信号的同步采集与实时显示的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
7.一种多通道信号采集显示装置，其特征在于，包括：至少一个信号采集终端、信号接收终端和显示装置；
8.所述信号采集终端通过bnc测试线连接实验台位的待测模拟信号，进而获取模拟输入信号；
9.所述信号采集终端将所述模拟输入信号转换为数字信号；
10.所述数字信号通过以太网传输给所述信号接收终端；
11.所述信号接收终端将所述数字信号转换为数据波形；
12.所述信号接收终端连接用于显示所述数据波形的显示装置；
13.所述信号采集终端包括信号调理电路、模数转换电路、第一fpga单元、第一以太网适配电路、至少两个第一工作指示灯、第一控制按键和第一电源电路；
14.所述信号接收终端包括第二以太网适配电路、第二fpga单元、vga 驱动电路、至少两个第二控制按键、至少一个第二工作指示灯和第二电源电路。
15.进一步的，所述信号调理电路将
‑
5v～5v范围的模拟输入信号调理为 0v～1v模拟输出信号；
16.所述模数转换电路将0v～1v模拟输出信号转换为8位数字信号；
17.第一fpga单元接收以太网网络传达的数据采集指令进而控制数模转换电路的信号转换，并将8位数字信号存储在第一fpga单元中构成数据包。
18.进一步的，所述第一fpga单元中的数据包通过所述第二以太网适配电路存储在所述第二fpga单元；
19.所述vga驱动电路将数据包中的数字信号转换为数据波形。
20.进一步的，所述数据采集指令包括开始采集指令和采样时钟速率指令。
21.进一步的，所述信号采集终端输入接口为2路bnc接口，可连接bnc 测试笔；所述信号采集终端输出接口为1路千兆以太网口，可通过网线连接实验台位的网口。
22.进一步的，所述信号接收终端输入口为1路千兆以太网口；所述信号接收终端输出口为vga接口，可连接显示装置。
23.进一步的，所述第一工作指示灯包含至少一个采样率指示灯和一个采样指令指示灯。
24.进一步的，所述第一控制按键为手动采集按键；
25.所述第二控制按键包括与采样率指示灯对应的采集控制按键和采样速率选择按键。
26.进一步的，所述显示装置为投影仪或显示器。
27.有益效果：本实用新型利用基于以太网的分布式多节点模数转换和 vga显示技术，解决了的电子技术实验教学中需要对分布在空间不同位置的多个模拟信号进行同步高速采集和显示的问题。通过以太网实现数据采集指令的同步启动和数据的收集，通过高速模数转换实现分布式节点的数据采样，通过vga显示技术，将空间多个采样的点上传的离散数据量通过波形进行同步显示，实现了空间多节点模拟数据的高速同步采集和同步显示。
附图说明
28.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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
29.图1为本实用新型系统总示意图；
30.图2为本实用新型信号采集终端结构图；
31.图3为本实用新型信号接收终端结构图。
32.其中，1、bnc测试线。
具体实施方式
33.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
34.本实施例提供了一种多通道信号采集显示装置，如图1
‑
3，包括：至少一个信号采
集终端、信号接收终端和显示装置；
35.所述信号采集终端通过bnc测试线连接实验台位的待测模拟信号，进而获取模拟输入信号；
36.所述信号采集终端将所述模拟输入信号转换为数字信号；
37.所述数字信号通过以太网传输给所述信号接收终端；
38.所述信号接收终端将所述数字信号转换为数据波形；
39.所述信号接收终端连接用于显示所述数据波形的显示装置。
40.在具体实施例中，所述信号采集终端为4个。
41.在具体实施例中，所述信号采集终端包括信号调理电路、模数转换电路、第一fpga单元、第一以太网适配电路、至少两个第一工作指示灯、第一控制按键和第一电源电路；信号采集终端具有指令应答采样传输与手动采样传输两种工作模式。第一fpga单元接收8位二进制数字信号存储在第一fpga单元片内ram中，第一fpga单元中每个采样时钟存储1 个8bit数据，512个采样数据为一帧，在第一fpga单元的控制下构成第一数据包，通过以太适配电路上传至以太网络，即指令应答式采样传输。所述信号采集终端的第一控制按键采用非自锁结构，在没有来自以太网的采样指令时，每按下1次控制按键，信号采集终端等效于接到1个采样指令，开始执行1次采样和传输操作，即手动采样传输。
42.所述信号调理电路将
‑
5v～5v范围的模拟输入信号调理为0v～1v模拟输出信号；
43.所述模数转换电路将0v～1v模拟输出信号转换为8位数字信号，所述模数转换电路采样时钟为1m～100m；
44.第一fpga单元接收以太网网络传达的数据采集指令进而控制数模转换电路的信号转换，并将8位数字信号存储在第一fpga单元中构成第一数据包。
45.在具体实施例中，所述信号接收终端包括第二以太网适配电路、第二 fpga单元、vga驱动电路、至少两个第二控制按键、至少一个第二工作指示灯和第二电源电路；
46.所述第一fpga单元中的第一数据包通过所述第二以太网适配电路存储在所述第二fpga单元；
47.同时所述第二fpga单元根据第二控制按键输入的控制信息，将采集启动信号、采样速率参数打包成第二数据包，通过以太网适配电路发送至以太网络。
48.所述vga驱动电路将数据包中的数字信号转换为数据波形。
49.在具体实施例中，所述数据采集指令包括开始采集指令和采样时钟速率指令，用来控制数模转换电路的信号转换。
50.在具体实施例中，所述信号采集终端输入接口为2路bnc接口，可连接bnc测试笔；所述信号采集终端输出接口为1路千兆以太网口，可通过网线连接实验台位的网口。
51.在具体实施例中，所述信号接收终端输入口为1路千兆以太网口；所述信号接收终端输出口为vga接口，可连接显示装置，实现多个测试节点的采集数据的同步呈现。
52.在具体实施例中，所述第一工作指示灯包含至少一个采样率指示灯和一个采样指令指示灯。具体的，采样率指示灯为5个，分别对应采样速率为1m、10m、20m、50m、100m。采样指令指示灯每接收1次采样指令并完成采样上传，则闪烁1次。
53.在具体实施例中，所述第一控制按键为手动采集按键；
54.所述第二控制按键包括与采样率指示灯对应的采集控制按键和采样速率选择按
键。采集控制按键，每按1次采样速率按照 1m
‑
>10m
‑
>20m
‑
>50m
‑
>100m进行循环切换，选中某个频率时对应的指示灯同步点亮。采集速率选择按键每按下1次发送1次采集指令。
55.进一步的，所述显示装置为投影仪或显示器。
56.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。