基于dsp的高速数据采集器设计

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1、2013年11月控制工程Nov．2013第20卷第6期ControlEngineeringofChinaVol．20，No．6文章编号:1671-7848(2013)06-1032-05基于DSP的高速数据采集器设计关守平，尤富强，高鑫(东北大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳110004)摘要:为了实现全自动X射线角分类机测量的高速度与高精度，介绍了一种基于DSP的高速数据采集器的构成及技术实现，包括X射线衍射信号调理，数据高速采集处理以及USB高速通信三部分，信号调理板对X光衍射信号进行放大和滤波处理，DSP

2、主板负责对调理后的模拟信号进行高速数据采集和处理，对光电编码器信号进行采集，以及将采集数据通过USB接口实时传输给上位计算机。设计了数据采集器软件，在DSP主板中嵌入了离散FIＲ算法对采集数据进行数字滤波，提高了整个系统的测量精度。实验测试结果表明，该高速数据采集器结构灵活，性价比高，抗干扰能力强，数据采集、处理与通信能力等各项指标均已达到了设计时的要求，具有广泛的实用性。关键词:X射线角分类机;数据采集器;DSP;FIＲ滤波中图分类号:TP274文献标识码:ADesignofHigh-speedDataAc

3、quisitionDeviceBasedonDSPGUANShou-ping，YOUFu-qiang，GAOXin(SchoolofInformationScience＆Engineering，NortheasternUniversity，Shenyang110004，China)Abstract:InordertosatisfythehighspeedandhighaccuracyrequestoftheX-rayanglesorter，high-speeddataacquisitionsystembase

4、dontheDSPhasbeendevelopedwhichincludesX-raydiffractionsignalrecuperationmodule，high-speeddatasamplingandprocessmoduleandhigh-speedUSBcommunicationmodule．SignalrecuperationmoduleamplifyingandfilteringtheX-raydiffractionsignal，theDSPboardcarryingouthigh-speed

5、dataacquisitionandprocessingfortheanalogsignal，acquisitionthesignalofphotoelec-tricencode，andtransmittingthecollecteddatatothehostcomputerthroughUSBinterface．Thesystemapplicationsoftwaredesignisalsoanalyzedindetailed．Furthermore，inordertogetthehighprecision

6、，TheseparatedtheFIＲalgorithmhasbeenembeddedtotheDSPprocedureforfilteringdata．Theexperimentalresultsshowthefeasibilityofthedesignedmethod．Keywords:X-rayanglesorter;datasamplingdevice;DSP;FIＲfilter采用Ω旋转测量法进行圆片晶体检测，就是将1引言晶片置于一个旋转的料台上，在X射线的照射下，实X射线角分类机是压电石英晶体切割

7、和加工设时测量晶片对于X射线的衍射信号。根据精度要求，［1］备中重要的定向专用设备。目前国内对于压电晶需要得到晶片旋转时每个角度秒的X射线衍射值。体长片的检测技术和设备，已经达到甚至超过了国由于料台旋转一周的时间为1s，因此至少需要外同类产品，但是对于压电晶体圆片(包括方片)对X光衍射信号的数据采集速度为129.6万次/s的定向检测，国内还是空白，国外也只有德国EFG(360*60*60)，即数据采集速度至少为1.3M/s，公司生产，产品价格和服务费用极高。因此研制和如果考虑信号的滤波问题，则需要更高的数据采

8、集开发圆片X射线角分类机，成为压电石英晶体工业速度，同时需要对数据进行连续不间断的测量。发展的关键问题。针对这一问题，研制了基于高速数字信号处理晶片“长片”与“圆片”由于几何形状不同，器DSP的高速数据采集器，在完成对X光衍射信因而X射线测试方式不同。长片的长、短边与水晶号高速采集的同时，也完成对光电编码器脉冲信号棒(块)光轴、电轴分别有着角度上的对应关系，测的数据采集。试相对方便;而圆片已经没有长