3G PCIE采集卡设计方案

PCIe高速数字化仪平台1.5GS/s双通道或3GS/s单通道8bit分辨率

DC耦合

PCI Express Gen2 x8

 

同时具备直流耦合程控放大器和支持双极性宽带信号输入的高速数据采集卡。板载FPGA具备实时信号处理能力，具备8bit，双通道1.5GS/s或单通道3GS/s高采样率的特性，这些特性使其成为飞行时间质谱、激光雷达、分布式光纤传感等领域进行信号采集和分析的理想工具。提供快速的PCI Express 2.0 x8数据传输接口，以及灵活配置的硬件组合，获得性能、功耗和成本之间的最佳平衡，也便于嵌入进用户系统。

搭配 Signal View软件，通过该软件实现对板卡控制指令下发以及板卡状态信息和采集数据的上传和信号的时域、频域显示、分析，对于有二次开发需求的用户，提供C/C++、C#、Python、MATLAB等多种语言的二次开发接口及参考例程。

 

 

 

特性

• 最大支持2通道同步采集
• 双通道1.5GS/s采样率或单通道3GS/s
• 8bit转换精度
• -3dB带宽：750MHz
• 支持DC流耦合，50Ω阻抗输入
• 支持程序控制直流偏置电压，调整范围达到满量程
• 输入量程档位：±25mV、±50mV、±100mV、±200mV、±500mV、±1V、±2.5V
• 支持内部时钟或外部参考时钟输入输出
• 支持软件触发、外部触发、通道触发功能
• 支持多通道同步
• 支持多板卡同步
• 4GB板载内存
• PCIe x8 Gen2数据传输接口，连续传输率≥2.8GB/s
• FPGA定制应用，支持FPGA二次开发

 

应用领域

• 各类光电应用：激光雷达、光纤传感
• 飞行时间质谱
• 超声成像/NDT
• 雷电监测
• 医疗成像
• 瞬态信号采集

 

价值

• 兼顾微弱信号和大动态范围信号采集
• 板载FPGA可定制集成实时信号处理模块：如累加、峰值检测、FFT、数字滤波等
• 支持直流偏置控制，提高单、双极性高频脉冲信号采集精度
• 灵活的配置方案
• 大容量板载存储器
• 缩短开发时间，加快上市速度
• 可定制开发的高级触发功能
• 可集成满足OEM领域应用的实时信号处理模块：如累加、峰值检测、及FFT等

 硬件功能以及选项介绍

硬件整体描述

支持单通道3GSPS采样率或者双通道1.5GSPS，8bit分辨率，软件可配置7个量程。模拟前端支持高倍放大电路，支持微弱信号采集。采用PCIe Gen2 x8通信接口，4GB DDR3L数据缓存空间，配合上位机硬件以及软件，可以支持单次及多次触发采集， 不间断采集流盘模式，可定制累加平均，峰值检测、数字滤波等算法模块完成不同的数据采集处理需求。

PCI Express x8总线

通过PCI Express 8-lane 总线连接到计算机主机。每条Lane支持5.0GT/s（Gen2） 的数据传输速度。采用PCI Express 8-lane金手指接触机械结构，兼容PCI Express 16-lane插槽。

使用PCI Express Gen2 x8传输协议时，连续数据传输速度为2.8GB/s。 

直流耦合输入

• 直流耦合，单端输入。
• 支持软件程控增益设置，输入范围：±25mV、±50mV、±100mV、±250mV、

±500mV、±1V、±2.5V。

• 输入阻抗50Ω。
• 板载模拟前端抗混叠低通滤波器，-3dB带宽为750MHz。
• 具有直流偏置调节功能，调节范围±0.5FSR。

由于激光探测器输出信号或光电倍增管输出信号为单极性，如果采集模块信号调理电路没有直流偏置功能，ADC输入将不能达到满幅度，导致精度损失几乎一半；QT1149针对单极性输入信号增加了直流偏置调接功能，相比无直流偏置情况精度增加一倍。直流偏置使采集精度达到最优。

板载采集存储器

标配4GB容量、64位宽的DDR3 SDRAM存储器用于缓存采集数据。DDR3读写数据率为1600MT/s，能为用户提供最大12.5GB/s的数据吞吐速率。支持各种采集模式下的数据并发读写。