一种利用单路模拟信号实现多设备同步采集的方法
【专利摘要】本发明属于测试测量【技术领域】中的同步采集技术，具体涉及一种利用单路模拟信号实现多设备同步采集的方法。具体实现方法为：主设备产生的模拟复合信号同时传送至各从设备以及主设备的模拟采集通道，各设备分别对该模拟复合信号进行模拟采集、本地参考时钟提取和触发信号提取，从而得到本地参考时钟与触发信号，然后把本地参考时钟作为各设备的采样时钟，把触发信号作为各设备的采集开始控制信号，即可实现多设备的同步采集。该方法形式简单，比传统的两路数字信号同步法更加经济、便捷、可靠，具有很好的实用性，同时该方法也可推广应用于各种需要在设备间传输多路信号的应用。
【专利说明】一种利用单路模拟信号实现多设备同步采集的方法【技术领域】
[0001]本发明属于测试测量【技术领域】中的同步采集技术，具体涉及一种利用单路模拟信号实现多设备同步采集的方法。
【背景技术】
[0002]在工业测控应用中，由于测试点较多、测试点分散等原因，经常需要采用多个设备来完成现场的采集与监控；同时，由于应用的特殊需求，比如，大型机械设备的振动噪声监测系统，必须对这些分散的测点进行同步采集，才能对设备的整体状态进行完整、准确的分析。这里的同步采集，不仅要求所有测试通道在同一时刻开始采集，而且要求所有通道共用一个时钟信号。
[0003]传统的多设备同步，需要在设备之间共享触发信号和参考时钟两个数字信号，然后分别采集并处理两个数字信号来实现。由于需要在设备间采用两条独立的信号链路来传输，因此存在信号间的相位延迟误差问题，从而影响设备间同步精度。同时，由于大多数的同步采集系统中都是模拟信号采集，因此为了实现多设备间的同步，需要为每个设备增加一个数字模块来实现同步，从而增加了系统的开销。另外，数字设备的高频噪声也可能会影响模拟信号的采集精度，从而影响系统整体性能。
【发明内容】
·[0004]本发明的目的在于提出一种在复杂现场环境中能高效、便捷、可靠地实现多设备同步采集的方法。
[0005]本发明的核心在于利用模拟复合信号来同时传输参考时钟与触发信号，从而实现多设备同步。采用模拟复合信号，一方面减少了设备间同步所需的连线，提高了系统的可靠性；同时也避免了不同信号链路传输所导致的相位延迟误差，可以实现更高精度的同步。另夕卜，由于采用模拟信号实现同步，减少了数字同步所需的额外数字设备，避免了高频数字干扰噪声影响，提高了系统性能和集成度。
[0006]本发明提出的利用单路模拟信号实现多设备同步采集的方法，所述采集方法通过同步采集装置实现，所述采集装置包括主设备I和N个从设备，主设备I产生的模拟复合信号2同时送至第一从设备3、第二从设备4直至第N从设备5，同时返回主设备1，模拟复合信号2为参考时钟6与触发信号7的叠加，这样就通过单路模拟信号链路将本地参考时钟与触发信号同时传输至所有的主设备和从设备，各个主设备和从设备接收该模拟复合信号，从中提取出本地参考时钟与触发信号，从而实现多设备同步采集；具体步骤如下:
(1)模拟采集:对接收的模拟复合信号实时采集并转换为数字信号；
(2)本地参考时钟提取:将模拟采集后的模拟复合信号送至锁相环处理，从而得到与参考时钟信号同相位的同频或倍频本地参考时钟，以此信号为采样时钟，实现不同设备间采样时钟的同步；
(3)触发信号提取:将接收的模拟复合信号与步骤(2)中得到的本地参考时钟相减，即可得到触发信号；
(4)主设备和从设备即可从单路模拟复合信号中恢复出本地参考时钟与触发信号，利用同相的本地参考时钟作为主设备和从设备的采样时钟，触发信号作为主设备和从设备采集开始控制信号，就可以实现设备间的同步采集。
[0007]本发明中，所述主设备I由第一机箱8、第一控制器9、第一米集模块10和模拟输出模块11组成，第一控制器9、第一米集模块10和模拟输出模块11分别位于第一机箱8内，所述第一控制器9分别连接第一采集模块10和模拟输出模块11。
[0008]本发明中，所述第一从设备3由第二机箱12、第二控制器13和第二采集模块14组成，第二控制器13和第二采集模块14分别位于第二机箱12内，第二采集模块14连接第二控制器13。
[0009]本发明中，所述第二从设备4由第三机箱15、第三控制器16和第三采集模块17组成，第三控制器16和第三采集模块17分别位于第三机箱15内，第三采集模块17连接第三控制器16。
[0010]本发明中，所述主设备I上的模拟输出模块11连接主设备上的第一采集模块、第一从设备上的第二采集模块14和第二从设备上的第三采集模块17。
[0011]本发明具有如下有益效果:
(I)本发明使用形式简单，原理通俗易懂。通过单路模拟复合信号即可实现多设备间的同步，比传统的两路数字信号同步法更加经济、便捷、可靠，具有良好的实用性。
[0012](2)本发明提出的方法可应用于各种需要在多设备间传输多路信号的应用，并不局限于本文所描述的两路数字同步信号，因此具有很好的推广性。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明原理框图。
[0014]图2为模拟复合信号处理流程。
[0015]图3为模拟复合信号示意图，
图4为本发明实施例说明，64通道振动信号同步采集系统示意图。
[0016]图中标号:图中标号:1为主设备，2为模拟复合信号，3为第一从设备，4为第二从设备，5为第N从设备，6为提取后的本地参考时钟，7为提取后的触发信号，8为第一机箱，9为第一控制器，10为第一米集模块,11为模拟输出模块，12为第二机箱，13为第二控制器，14为第二采集模块，15为第三机箱，16为第三控制器，17为第三采集模块。
【具体实施方式】
[0017]下面通过实施例进一步说明本发明的方法。
[0018]实施例1:
利用本发明方法实现3台设备的同步采集。采集设备分别为主设备1、第一从设备3、第二从设备4。第一采集模块10、第二采集模块14和第三采集模块17均为NI 9232，第一控制器9、第二控制器13和第三控制器16均采用NI 9025，第一机箱8、第二机箱12和第三机箱15均为NI 9118，模拟输出模块11为NI 9263。
[0019]主设备I中的模拟输出模块11产生出单路模拟复合信号2，同时送至主设备1、第一从设备3和第二从设备4，主设备I的第一采集模块10、第一从设备3的第二采集模块14和第二从设备4的第三采集模块17分别接收并采集该模拟复合信号2，然后送至锁相环处理，得到与参考时钟同相位的本地参考时钟6，再将模拟复合信号2与本地参考时钟6相减，即可得到触发信号7，从而获得最后利用同相位的本地参考时钟6作为主设备和从设备的采样时钟，触发信号7作为采集开始控制信号，就可以实现3台设备间的同步采集。
【权利要求】
1.一种利用单路模拟信号实现多设备同步采集的方法，其特征在于所述采集方法通过同步采集装置实现，所述采集装置包括主设备(I)和从设备，从设备由N个，主设备(I)产生的模拟复合信号(2)同时送至第一从设备(3)、第二从设备(4)直至第N从设备(5)，同时返回主设备(I)，模拟复合信号(2)为参考时钟(6)与触发信号(7)的叠加，这样就通过单路模拟信号链路将参考时钟与触发信号同时传输至所有的主设备和从设备，各个主设备和从设备接收该模拟复合信号，从中提取出本地参考时钟与触发信号，从而实现多设备同步采集；具体步骤如下: (1)模拟采集:对接收的模拟复合信号实时采集并转换为数字信号； (2)本地参考时钟提取:将模拟采集后的复合信号送至锁相环处理，从而得到与参考时钟信号同相位的同频或倍频本地参考时钟，以此信号为采样时钟，实现不同设备间采样时钟的冋步； (3)触发信号提取:将接收的模拟复合信号与步骤(2)中得到的本地参考时钟相减，即可得到触发信号； (4)主设备和从设备即可从单路模拟复合信号中恢复出参考时钟与触发信号，利用同相位的本地参考时钟作为主设备和从设备的采样时钟，触发信号作为主设备和从设备采集开始控制信号，就可以实现设备间的同步采集。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述主设备(I)由第一机箱(8)、第一控制器(9)、第一米集模块(10)和模拟输出模块(11)组成，第一控制器(9)、第一米集模块(10)和模拟输出模块(11)分别位于第一机箱(8)内，所述第一控制器(9)分别连接第一米集模块(10)和模拟输出模块(11)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述从设备由第二机箱(12)、第二控制器(13)、第二采集模块(14)、第三机箱(15)、第三控制器(16)和第三采集模块(17)组成，第二控制器(13)和第二采集模块(14)分别位于第二机箱(12)内，第二采集模块(14)连接第二控制器(13)，第三机箱和第三采集模块分别位于第三机箱(15)内，第三采集模块(17)连接第三控制器(16)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述主设备(I)上的模拟输出模块(11)同时连接主设备(I)上的第一采集模块(10)、第一从设备上的第二采集模块(14)和第二从设备上的第三采集模块(17)。
【文档编号】H04L7/00GK103427977SQ201310394664
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2013年9月3日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】金玮, 邵晖, 彭泓, 张明涛, 覃剑欢 申请人:上海聚星仪器有限公司