基于PCIe的多通道高速采集回放系统

文章出处：网责任编辑：作者：人气：-发表时间：2016-04-27 09:45:00

基于PCIe总线的多通道采集回放系统可实现高速信号的采集、存储及快速回放功能，坤驰科技的系统具备PCIe总线的快速数据传输能力、ADQ14、CSE126G1系列板卡的高速高精度数据采集能力、AWG2500系列任意波形发生器的快速数据回放能力，可实现单通道、12bit、6GS/s采样率采集；同时、可4通道、输入增益可调、14bit、1GS/s采样率采集；高速采集的同时可实现2通道、14bit、2.5GS/s 的任意波形回放。

系统组成如下图：

系统框图

系统详细介绍：

系统硬件包括用户自选的PCIe总线的工控机箱；一款型号为ADQ14DC-4C-VG的4通道、14bit、1GS/s,可变输入增益、2GB内存的PCIe高速数据采集卡；一款型号为CSE126G1的1通道、12bit、6GS/s、4GB内存的PCIe高速数据采集卡；一款型号为AWG2500-64M的2通道、14bit、2.5GS/s、64Msamples板上内存的任意波形发生器。

应用领域图

系统模块介绍：

1）、ADQ14DC-4C-VG

规格：4通道，1GS/s,14bit,DC耦合

接口形式：PCIe

输入范围：（VG）:0.5, 1, 2, 5 Vpp

连接器：SMA

-3dB带宽：700MHz

时钟：内/外时钟参考

触发：软件、内部触发、外触发输入/输出、电平触发

其他：双槽、支持GPIO、过压保护

FPGA:Xilinx Kintex 7 K325T、支持用户二次开发

A)、板卡架构图

板卡架构图

B)、数据流控制

数据流控制

C)、时钟控制

时钟控制

D)、触发设置

触发设置

E)、模拟前端AFE设置

模拟前端AFE设置

F)、触发模式

数据流模式（triggered streaming）-适合大化的利用数据传输到主机的速度

多段记录模式（multi record mode）-适合大量数据的实时采集

G)、采集控制设置

·Pre-trigger模式

注：数据流模式（streaming mode）下，预触发的长度是有限的，对比之下，多段记录模式下（multi-record）高可达234个采样点。

·Hold-off (Delay)模式

Hold-off (Delay)模式

•延迟长度高可达234个采样点（取决于板卡模式）

H)、用户FPGA二次开发选项

SDK提供一些开发平台的编程实例和参考工程，ADQAPI 参考指导详细的描述了所有功能，很多例子和应用笔记会有助于用户开发。使用SDK可帮助用户实现数字化仪的大量数据处理和实时控制。

FPGA二次开发选项

J）、板卡软件界面

•UI界面：ADCapture Lab

•C/Matlab/Python 采集例程可用

板卡软件界面

•ADCapture Lab安装后，安装目录生成以下丰富参考文件及API.

2)、CSE126G1
规格：1通道，6GS/s,12bit,DC耦合
接口形式：PCIe
输入阻抗：50?
输入范围：±100 mV, ±200 mV, ±500 mV,
±1 V, ±2 V, ±5 V（软件选择）
输入调节：直流偏置（输入范围内）
过压保护：±6 V
连接器：SMA
-3dB带宽：1.75GHz
板上内存：4GB
时钟：内/外时钟参考
触发：外触发输入/输出、电平触发
同步：可设置为多通道同步主/从模式
大传输率：4GB/s
FPGA:SDK开发包支持C/C#, LabVIEW ,MATLAB
操作界面：GaGeScope PC 示波软件

A)、板卡框图：

板卡框图

B)、触发

触发源：通道触发、外部触发、软件触发

组合触发：所有触发方式以“或（OR）”逻辑组合使用

触发信号要求：上升沿或下降沿（软件选择）

灵敏度：满量程触发源输入范围的±5%

C）、外部触发
连接器：SMA

匹配阻抗：1K ?

耦合方式：AC

带宽：>100MHz

电压范围：0-3V(非极性)

D)、触发输出
连接器：SMA

匹配阻抗：50 ?

幅度：0-TTL

E)、时钟输入
连接器：SMA

电压：小0.2V RMS,大0.5RMS

匹配阻抗：50 ?

耦合方式：DC

占空比：50% ±5%

输入模式：外部时钟或10MHz时钟参考

F)、时钟输出
连接器：SMA

电压：0-1.5V

匹配阻抗：50 ?

占空比：50%

输出模式：半采样时钟频率或10MHz时钟参考

采样时钟：小 200MHz

模式速率：大3GHz

10MHz参考：10MHz(来自于外部时钟)

G)、多段模式

预触发长度：大为FPGA内存大小

H)、多卡系统

主/从（Master/Slave）模式：多通道系统的所有板卡的所有通道

独立模式：系统内每个板卡独立操作

J)、PC系统需求

PCIe插槽：1个全长PCIe gen1,gen2或gen3,x8或x16插槽

操作系统：Windows 7(32-bit/64-bit)
Windows 8 (32-bit/64-bit)
Linux – Requires SDK for C/C#

K)、其他指标

尺寸：单槽，全高、3/4 长

电源功耗：25W

电源能耗

3)、AWG2500-64M 任意波形发生器

规格：2通道，2.5GS/s,14bit

-3dB带宽：1GHz

DAC直接输出-DC耦合：1.6 Vpp 差分/ 0.8 Vpp 单端.

RF放大输出-AC耦合：-10 dBm to +10 dBm 差分输出

板上内存：64M/每通道

谐波失真：<-65 dBc

非谐波失真：<-74dBc (1kHz to 1GHz)

多通道同步：10ps分辨率控制

数字模式发生器：16/32 Bits @ 1250/625 Mbps

其他：任意、DDS和功能发生模式，先进的波形序列发生器

A)、特点：

RF信号发生功能

数字化模块设计

非常低的谐波失真

输出选择：RF放大，直接DAC输出、

DC放大

高速数字化输出

多个设备同步

任意、DDS和功能发生模式

B)、用户操作软件

功能易用操作软件

先进的任意(Arbitrary)/DDS 操作界面

带有环路，条件跳变和子序列功能的强大序列发生器

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