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存儲器,，上變頻等模塊組成,；各個模塊集成在一臺工控機(jī)箱中,。其集成工作原理見下圖：

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發(fā),。

l 板載高穩(wěn)定度采集時鐘發(fā)生器,，支持外時鐘和外觸發(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)定度采集時鐘發(fā)生器,，支持外時鐘和外觸發(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；

存儲速率：≥1600MB/s（保證大采集速率下無丟數(shù)）

1.4 上變頻模塊

可經(jīng)過上變頻到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、低相噪時鐘發(fā)生器,，時鐘可設(shè)置,。

3． 支持外時鐘和外觸發(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,、低相噪時鐘發(fā)生器，時鐘可設(shè)置,。

4． 支持外時鐘和外觸發(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 高速存儲系統(tǒng)

該高速數(shù)據(jù)存儲卡采用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)級屬性,，128/256-bit AES加密，ECC 錯誤校驗,，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，二次開發(fā)API函數(shù),，以及FPGA開發(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的二次程序開發(fā),。