利用低频采集卡采集脉冲信号的方法

摘要

本发明涉及信号采集技术领域，特别是一种利用低频采集卡采集脉冲信号的方法，将采集卡上的n路采集信道配置为k路全频率采集信道和n-k路分频率采集信道，当需要采集脉冲信号时，在一段时间间隔t中，将采集卡的最大采样频率全部分配给所述k路全频率采集信道中的s路，循环┌k/s┐次，完成k路全频率采集信道中所有脉冲信号的采集，其中，s≥1，┌k/s┐表示对k/s的值向上取整；如果采集的是普通低频信号，则将最大采样频率分配给n-k路分频率采集信道，采集所述n-k路分频率采集信道中的普通低频信号。该方法不仅可以采集较高频率信号尤其是脉冲信号，而且节省资源，投入成本小，使用效果好。

说明书

技术领域

本发明涉及信号采集技术领域，特别是一种利用低频采集卡采集脉冲信号的方法。

背景技术

在现有技术中，高频信号一般采用高频信号采集卡，如阿尔泰公司的一款高频信号采集卡的采集频率为40Ms/s，共4路，使用并行全频采集技术，每路的采集频率为40Ms/s，价格约为￥8000~10000。低频信号一般采用低频信号采集卡，如阿尔泰公司的一款低频信号采集卡的采集频率为250Ks/s，共32路，采用分频采集技术，每路信道分得最大频率的1/32，即每路的采集频率约为78Ks/s，价格约为￥1500~2000。如果要采集到频率为100Ks/s~ 400Ks/s的脉冲信号，若采用多路低频采集卡，一旦分频之后，采集频率低于待测主要信号最高频率分量（就是脉冲的半高宽）的一半，根据Nyquist采样定理，不能恢复出原始信号，从而导致后期对采集到的数据进行分析的时候出现严重的异常。如果采用高频采集卡，虽然能够采集到完整的脉冲信号，但是会造成高频采集卡频率资源的极大浪费，并造成研发成本的大幅增加。如果采用多个低频采集卡，每个只采集两个脉冲信号，这样虽然采集频率可以达到脉冲信号的要求，但是成本也增加了。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用低频采集卡采集脉冲信号的方法，该方法不仅可以采集较高频率信号尤其是脉冲信号，而且节省资源，投入成本小，使用效果好。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种利用低频采集卡采集脉冲信号的方法，将采集卡上的n路采集信道配置为k路全频率采集信道和n-k路分频率采集信道，当需要采集脉冲信号时，在一段时间间隔t中，将采集卡的最大采样频率全部分配给所述k路全频率采集信道中的s路，循环┌k/s┐次，完成k路全频率采集信道中所有脉冲信号的采集，其中，s≥1，┌k/s┐表示对k/s的值向上取整；如果采集的是普通低频信号，则将最大采样频率分配给n-k路分频率采集信道，采集所述n-k路分频率采集信道中的普通低频信号。

进一步的，将采集卡n路采集信道中的k路接脉冲信号并配置为全频率采集信道，将n-k路接普通低频信号并配置为分频率采集信道，将信道配置信息写入配置文件，然后按如下步骤循环采集n路采集信道中的脉冲信号和普通低频信号：

（1）读取配置文件，确定各路采集信道的配置信息；

（2）判断当前采集的是否为脉冲信号，是则在时间间隔t中，将最大采样频率全部分配给s路全频率采集信道，循环┌k/s┐次，完成k路全频率采集信道中所有脉冲信号的采集；否则将最大采样频率分配给n-k路分频率采集信道，对剩余n-k路信道中的普通低频信号进行采集；

（3）将从采集卡采集到的数据暂时存储在临时缓冲区中；

（4）判断n路信号是否采集完成，即一次采集是否完成，是则将临时缓冲区中的数据按一定的数据格式要求进行重构后，输出给数据调用者，并转下一步骤，否则返回步骤（2），继续对n路信号中未采集的其他路信号进行采集；

（5）判断采集循环是否结束，是则结束采集，否则开始下一次采集。

进一步的，所述时间间隔t设置为：

t=采集卡缓存最大容量／每个采样点字节数／最大采样频率。

进一步的，设采集卡的最大采样频率为P，脉冲信号的频率为Q，则最大采样频率允许分频采集脉冲信号的最大分频数s设置为：s≤2×P／Q。

本发明的有益效果是重构了现有技术中低频采集卡的采集方案，在原来分频采集方案的基础上，增加了可以动态全频采集某个信道的功能，从而在有限的硬件资源的情况下，实现更多频率尤其是脉冲信号的采集。该方法虽然内部改成了部分串行采集，但是对外的表现和原来的方案一样仍然是并行的，从而保证在不修改其他实现的基础上，优化升级整个系统。

附图说明

图1是本发明实施例的实现流程图。

具体实施方式

本发明利用低频采集卡采集脉冲信号的方法，通过重写采集卡的控制函数，将采集卡上的n路采集信道配置为k路全频率采集信道和n-k路分频率采集信道。在本实施例中，n为32，即将32路采集信道设置为k路全频率采集信道和32-k路分频率采集信道。

当需要采集脉冲信号时，在一段时间间隔t中，将采集卡的最大采样频率全部分配给所述k路全频率采集信道中的s路，循环┌k/s┐次，完成k路全频率采集信道中所有脉冲信号的采集，其中，s≥1，┌k/s┐表示对k/s的值向上取整；如果脉冲的频率较高，可以设置s=1，即每次全频采集k路中的1路，循环k次，如果脉冲的频率较低，可以设置s≥2，即每次分频采集s路，循环┌k/s┐次。其中，设采集卡的最大采样频率为P，脉冲信号的频率为Q，则最大采样频率允许分频采集脉冲信号的最大分频数s设置为：s≤2×P／Q。

如果采集的是普通低频信号，则将最大采样频率分配给n-k路分频率采集信道，采集所述n-k路分频率采集信道中的普通低频信号。

其中，全频率采集方式是指在一段时间间隔t中，将采集卡的最大采样频率全都提供给s路要采集的脉冲信号（较佳的，s取1或2），从而保证可以在时间间隔t内采集到脉冲信号的关键数据信号；分频率采集方式是指将采集最大采样频率平均分配给32-k路要采集的信号。其中，时间间隔t=采集卡缓存最大容量（字节）／每个采样点字节数（字节/每采样点）／最大采样频率（采样点/秒），采集卡缓存指采集卡内部的存储空间，这样即可保证在时间间隔t内能采集到脉冲信号的所有数据。由于全频率采集的时间t很微小，所以虽然内部实现被重构成了串行采集，但是面向用户的还是并行的实现方式。这样解决了低频采集卡对脉冲信号的漏采问题，保证了在有限的资源里，实现了对脉冲信号的采集。

具体的，本发明将采集卡n路采集信道中的k路接脉冲信号并配置为全频率采集信道，将n-k路接普通低频信号并配置为分频率采集信道，将信道配置信息写入配置文件，然后如图1所示，按如下步骤循环采集n路采集信道中的脉冲信号和普通低频信号：

（1）读取配置文件，确定各路采集信道的配置信息；

（2）判断当前采集的是否为脉冲信号，是则在时间间隔t中，将最大采样频率全部分配给s路全频率采集信道，循环┌k/s┐次，完成k路全频率采集信道中所有脉冲信号的采集；否则将最大采样频率分配给n-k路分频率采集信道，对剩余n-k路信道中的普通低频信号进行采集；

（3）将从采集卡采集到的数据暂时存储在临时缓冲区中；

（4）判断n路信号是否采集完成，即一次采集是否完成，是则将临时缓冲区中的数据按一定的数据格式要求进行重构后，输出给数据调用者，并转下一步骤，否则返回步骤（2），继续对n路信号中未采集的其他路信号进行采集；

（5）判断采集循环是否结束，是则结束采集，否则开始下一次采集。

本发明重构了阿尔泰公司等提供的低频采集卡原来的采集方案，在原来分频采集方案的基础上，增加了可以根据配置文件动态全频采集某个信道的功能。虽然内部改成了部分串行采集，但是对外的表现和原来的方案一样仍然是并行的。可以保证在不修改其他实现的基础上，优化升级整个系统。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。