一種深?？扇急綔y(cè)儀探測(cè)采傳電子學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種深?？扇急綔y(cè)儀探測(cè)采傳電子學(xué)系統(tǒng)，包括依次連接的模擬信號(hào)調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、FPGA采集電路和DSP電路，所述模擬信號(hào)調(diào)理電路采用LM318運(yùn)算放大器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用ADAS1127型模數(shù)轉(zhuǎn)換器,所述FPGA采集電路采用AlteraCycloneⅣ系列芯片，所述DSP電路采用TMS320DM6446型處理器。本實(shí)用新型適應(yīng)深?？扇急綔y(cè)儀多探測(cè)器陣列、多路采傳電子學(xué)系統(tǒng)的要求，其具備制造和使用成本低，集成度高，功耗低，高精度、速度快等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種深海可燃冰探測(cè)儀探測(cè)采傳電子學(xué)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種新能源----深?？扇急南冗M(jìn)無(wú)損檢測(cè)用的物理探測(cè)儀器，尤其是一種深?？扇急綔y(cè)儀探測(cè)采傳電子學(xué)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]探測(cè)采傳電子學(xué)系統(tǒng)是深?？扇急綔y(cè)儀器的核心部件之一，涉及到多種Y射線源，多個(gè)探測(cè)器陣列、多路采傳電子學(xué)系統(tǒng)。通常用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD9220、EPM1207T144CSN型FPGA、嵌入式微處理器STM32F207或STM32103FVCT6等，在其集成度、功耗、速度、精度等性能上均不能滿(mǎn)足深?？扇急綔y(cè)儀的要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型旨在提供一種深?？扇急綔y(cè)儀探測(cè)采傳電子學(xué)系統(tǒng)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)該技術(shù)目的，本實(shí)用新型的方案是:一種深?？扇急綔y(cè)儀探測(cè)采傳電子學(xué)系統(tǒng)，包括依次連接的模擬信號(hào)調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、FPGA采集電路和DSP電路，所述模擬信號(hào)調(diào)理電路采用LM318運(yùn)算放大器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用ADASl 127型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述FPGA采集電路采用Altera Cyclone IV系列芯片，所述DSP電路采用TMS320DM6446 型處理器。
[0005]作為優(yōu)選，所述LM318運(yùn)算放大器是一種高精度、高增益運(yùn)算、經(jīng)過(guò)特別設(shè)計(jì)的放大器，其包括A/D轉(zhuǎn)換、快速積分、振蕩器、有源濾波器、采樣和保持電路。
[0006]作為優(yōu)選，所述ADAS1127型模數(shù)轉(zhuǎn)換器是一款64通道、電流數(shù)字、模數(shù)轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置64個(gè)低功耗、低噪音、低輸入電流積分器，具有可配置采樣速率和最高24位分辨率的高速高分辨率ADC。。
[0007]作為優(yōu)選,所述Altera Cyclone IV系列的FPGA芯片生產(chǎn)成本低、功耗最低并具有收發(fā)器的FPGA。
[0008]作為優(yōu)選，所述TMS320DM6446型處理器是DSP領(lǐng)域全球第一的TI公司的產(chǎn)品。
[0009]本實(shí)用新型適應(yīng)深?？扇急綔y(cè)儀多探測(cè)器陣列、多路采傳電子學(xué)系統(tǒng)的要求，其具備制造和使用成本低，功耗低，高精度、速度快等優(yōu)點(diǎn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型中ADAS1127的方框圖；
[0012]圖3為本實(shí)用新型中Cyclone IV GX FPGA開(kāi)發(fā)板方框圖。
[0013]圖4為本實(shí)用新型的TMS320DM6446TM處理器框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的一種深?？扇急綔y(cè)儀探測(cè)采傳電子學(xué)系統(tǒng)，包括依次連接的模擬信號(hào)調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、FPGA采集電路和DSP電路，所述模擬信號(hào)調(diào)理電路采用LM318運(yùn)算放大器，所述模擬轉(zhuǎn)換電路采用ADAS1127型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述FPGA采集電路采用Altera Cyclone IV系列芯片，所述DSP電路采用TMS320DM6446型處理器。
[0016]作為優(yōu)選，所述LM318運(yùn)算放大器是一種高精度、高增益運(yùn)算、經(jīng)過(guò)特別設(shè)計(jì)的放大器，其包括A/D轉(zhuǎn)換、快速積分、振蕩器、有源濾波器、采樣和保持電路。
[0017]作為優(yōu)選，所述ADAS1127型模數(shù)轉(zhuǎn)換器是一款64通道、電流數(shù)字、模數(shù)轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置64個(gè)低功耗、低噪音、低輸入電流積分器，具有可配置采樣速率和最高24位分辨率的高速高分辨率ADC。。
[0018]作為優(yōu)選,所述Altera Cyclone IV系列的FPGA芯片生產(chǎn)成本低、功耗最低并具有收發(fā)器的FPGA。
[0019]作為優(yōu)選，所述TMS320DM6446型處理器是DSP領(lǐng)域全球第一的TI公司的產(chǎn)品。
[0020]本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)組成在圖1、2、3、4中已做清楚、完整的描述。深?？扇急綔y(cè)儀采傳電子學(xué)系統(tǒng)包括依次連接的模擬信號(hào)調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、FPGA采集電路和DSP電路，其中模擬信號(hào)調(diào)理電路采用LM318運(yùn)算放大芯片，64個(gè)探測(cè)器(碘化鈉加光電倍增管)的每個(gè)接一個(gè)LM318，即有64個(gè)LM318芯片，每個(gè)LM318芯片用于接收前端相應(yīng)的探測(cè)器輸出信號(hào)，并對(duì)信號(hào)濾噪、放大等處理，把處理過(guò)的信號(hào)送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0021]如圖2所示，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用一個(gè)ADAS1127芯片，它同步采樣接收64個(gè)通道信號(hào)，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。分辨率高達(dá)24倍，每個(gè)通道功耗低至6.25mff, 64通道功耗僅0.4W。
[0022]如圖3所示,所述FPGA采用一個(gè)Altera Cyclone IV系列的FPGA芯片,這是市場(chǎng)成本最低、功耗最低并具有收發(fā)器的FPGA，Altera公司提供了全面的設(shè)計(jì)資源。
[0023]如圖4所示，所述DSP電路采用TMS320DM6446型處理器，這是全球首款采用ARM+DSP雙核架構(gòu)的處理器，其內(nèi)部包含一個(gè)297MHZ的ARM926E-J內(nèi)核和一個(gè)594MHZ的C64XDSP內(nèi)核，在具備非常強(qiáng)大的計(jì)算能力的同時(shí)，還可以采用ARM連接各種豐富的外圍設(shè)備。
[0024]本實(shí)用新型的工作流程是:由各個(gè)(碘化鈉+光電倍增管)探測(cè)器得到的CBS計(jì)數(shù)電壓脈沖信號(hào)分別送給各自對(duì)應(yīng)的LM318，進(jìn)行濾噪、放大等處理。由LM318運(yùn)算放大芯片的OUT端口輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADASl 127芯片的VINA端口，ADASl 127芯片同步將模擬電壓脈沖峰值幅度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲(chǔ)在片上Flash中，并送入FPGA芯片。所述FPGA芯片，可在其內(nèi)部構(gòu)造寄存器組，運(yùn)行相關(guān)算法完成脈沖峰值的統(tǒng)計(jì)，將ADASl 127芯片轉(zhuǎn)換后64通道數(shù)據(jù)采集到FPGA芯片內(nèi)部的FIFO中，并通過(guò)總線按intel8080通信協(xié)議將規(guī)定時(shí)間內(nèi)采集到的所有數(shù)據(jù)傳送給STM320DM6446DSP處理器，該處理器兩個(gè)內(nèi)核之一ARM嵌入式系統(tǒng)，基本功能就是按輸入脈沖的幅度分類(lèi)計(jì)數(shù)。ARM傳輸電路按系統(tǒng)節(jié)拍對(duì)FPGA芯片的處理結(jié)果進(jìn)行讀取。STM320DM6446處理器收到數(shù)據(jù)，并加上數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)頭(例如通道號(hào)和時(shí)間)，通過(guò)通訊芯片發(fā)給水下通信系統(tǒng)發(fā)射端。
[0025]以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同替換和改進(jìn)，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種深海可燃冰探測(cè)儀探測(cè)采傳電子學(xué)系統(tǒng)，包括依次連接的模擬信號(hào)調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、FPGA采集電路和DSP電路，其特征在于:所述模擬信號(hào)調(diào)理電路采用LM318運(yùn)算放大器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用ADAS1127型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述FPGA采集電路采用Altera Cyclone IV系列芯片，所述DSP電路采用TMS320DM6446型處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深?？扇急綔y(cè)儀探測(cè)采傳電子學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述LM318運(yùn)算放大器是一種高精度、高速、高增益運(yùn)算、經(jīng)過(guò)特別設(shè)計(jì)的放大器，其包括A/D轉(zhuǎn)換、快速積分、振蕩器、有源濾波器、采樣和保持電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深?？扇急綔y(cè)儀探測(cè)采傳電子學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述ADAS1127型模數(shù)轉(zhuǎn)換器是一款64通道、電流數(shù)字、模數(shù)轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置64個(gè)低功耗、低噪音、低輸入電流積分器、同步采樣保持，具有可配置采樣速率和最高24位分辨率的高速高分辨率ADC。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深?？扇急綔y(cè)儀探測(cè)采傳電子學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述Altera Cyclone IV系列的FPGA芯片生產(chǎn)成本低、功耗最低并具有收發(fā)器的FPGA。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深?？扇急綔y(cè)儀探測(cè)采傳電子學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述DSP電路的TMS320DM6446型處理器是全球首款采用ARM+DSP雙核架構(gòu)的處理器。
【文檔編號(hào)】G01V5/00GK204116625SQ201420593427
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】丁莉, 丁厚本, 丁青 申請(qǐng)人:丁莉