一种基准模拟信号高速传输电路的制作方法

本技术涉及信号处理和传递，尤其涉及一种基准模拟信号高速传输电路。

背景技术：

1、在工程应用中，需要将源端的基准模拟信号(正弦波信号、方波、锯齿波等)传输到较远距离外的一个或多个不同的从控节点，达到同步控制。为了达到精确的同步控制，降低要求各个信号还原端输出的基准模拟信号与源端基准模拟信号相比，幅度、相位都要尽量保持一致。同时，在工程应用中，为了降低远距离传输的布线难度和成本，通常采用光纤进行数据传输。

2、现有技术中，模拟信号采样通常采用数字信号处理器(dsp)或arm处理器，这种核心算法芯片功能上能满足采样、编码等各种需要，但是对于要求对数据进行调制、解调、编码、解码的应用场合，需要占用大量的时钟周期，采用标准的通信协议，如spi、can、modbus等通信协议，较难实现源端和还原端模拟信号相位延迟时间极小、失真极低、高速传输的应用要求。

技术实现思路

1、为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提出了一种基准模拟信号高速传输电路，可实现从源端采集任意波形的模拟信号，并快速完成采样、编码、传输，在还原端恢复出与源端相比，相位延迟时间极小、失真极低、幅度相同的模拟信号。

2、为实现上述目的，本实用新型通过如下技术方案实现的：

3、一种基准模拟信号高速传输电路，其特征在于，包括：模拟信号采集端；模拟信号复原端；数据传输通道；

4、所述模拟信号采集端，包括模拟转数字电路(adc)、模拟采样电路、模拟转数字芯片(adc芯片)、数据编码和传输控制器，可完成任意波形的数字信号采样、编码，并按照自定义的通信协议进行高速数字传输；

5、所述模拟信号复原端，包括信号输入接口、模拟采样电路、数字转模拟电路(dac)、数字转模拟芯片(dac芯片)、数据解码控制器，信号输入接口接收到高速数字信号后，由数据解码控制器解码后通过数字转模拟电路(dac)复原为与模拟信号采集端输入的模拟信号频率、幅度和相位高度一致的单端模拟信号；

6、所述数据传输通道，为了保证低延时、低成本，采用同轴线、网线或光纤进行数据传输。

7、优选的，所述设置于模拟信号采集端的模拟转数字电路(adc)，采用高速差分放大器，将输入的单端模拟信号转化为差分模拟信号；所述设置于模拟信号采集端的模拟采样电路，设计模拟信号调理电路，使差分信号正负电压最高值相同，并且应保证满足输入信号不能失真；所述设置于模拟信号采集端的模拟采样电路，模拟电源与数字电源之间通过磁珠、电感、电容等进行隔离、滤波，以达到纹波低的效果；所述设置于模拟信号采集端的模拟转数字芯片采用高速、并口、低噪声采样、高精度的adc芯片，以满足高速采集、低失真的采样需求；所述设置于模拟信号采集端的数据编码、传输控制器，采用可编程逻辑器件，以满足数字信号高速处理的需求；所述设置于模拟信号采集端的信号输出接口，采用千兆光纤收发器，将电信号转化为光信号，以满足数字信号高速传输的需求。

8、优选的，所述设置于模拟信号复原端的数据接收、解码控制器，采用可编程逻辑器件，以满足数字信号高速处理的需求；所述设置于模拟信号复原端的信号输入接口，采用千兆光纤收发器，将光信号转化为电信号，以满足数字信号高速传输的需求；所述设置于模拟信号复原端的数字转模拟电路(dac)，采用单位增益稳定、转换速率和高增益带宽积的电流反馈运算放大器，将差分模拟信号转化为单端模拟信号；所述设置于模拟信号复原端的数字转模拟芯片(dac)采用高速、并口、高精度的dac芯片，以满足高速输出、低失真的需求；所述设置于模拟信号复原端的单端模拟信号，根据待复原信号的频率范围，采用多级lc谐振电路，以满足系统选频特性；所述设置于模拟信号复原端的模拟采样电路，模拟电源与数字电源之间通过磁珠、电感、电容等进行隔离、滤波，以达到纹波低的效果；

9、作为本申请实施例一种可选的实施方式，为了保证模拟信号还原端和采集端的低延时，要求通信速率极高，数据传输通道采用光纤通信；

10、优选的，由于数据传输通道为单向数据传输，一般采用单模单纤方式，也可采用单模多纤等其它光纤通信形式；

11、本实用新型由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：

12、1)通过本实用新型，可实现源端和还原端模拟信号相位延迟时间极小、失真极低、高速传输的应用要求；

13、2)设计的专用串行通信协议简单实用，可完成数据的高效传输、误码率低。

技术特征：

1.一种基准模拟信号高速传输电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基准模拟信号高速传输电路，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的基准模拟信号高速传输电路，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的基准模拟信号高速传输电路，其特征在于：

5.根据权利要求2所述的基准模拟信号高速传输电路，其特征在于，所述模拟信号采集端，可完成正弦波、方波或锯齿波任意波形的数字信号采样、编码，并按照自定义的通信协议进行高速数字传输。

6.根据权利要求3所述的基准模拟信号高速传输电路，其特征在于，所述模拟信号复原端，可接收高速数字后，通过解码后通过数字模拟转换电路(dac)复原为与模拟信号采集端频率、幅度和相位高度一致的模拟信号。

7.根据权利要求4所述的基准模拟信号高速传输电路，其特征在于：为了降低远距离传输的布线难度和成本，数据的传输采用串行方式进行，一般采用同轴线、网线或或光纤进行数据传输。

技术总结
本申请提供了一种基准模拟信号高速传输电路，包括：一种基准模拟信号高速传输电路，其特征在于，包括：模拟信号采集端；模拟信号复原端；数据传输通道；所述模拟信号采集端，可通过模拟/数字转换电路(ADC)完成正弦波、方波、锯齿波等波形的数字信号采样、编码，并按照自定义的通信协议进行高速数字传输；所述模拟信号复原端，可接收高速数字后，通过解码后通过数字模拟转换电路(DAC)复原为与模拟信号采集端频率、幅度和相位高度一致的模拟信号；所述数据传输通道，由于是单向数据传输，为了保证低延时、低成本，采用单模光纤。本申请提供的技术方案能够，实现源端和还原端模拟信号相位延迟时间极小、失真极低、高速传输的应用要求。

技术研发人员：周国明,曹融融,张平,贾徭
受保护的技术使用者：昆明五威科工贸有限公司
技术研发日：20230217
技术公布日：2024/1/15