1.基于两个N位AD合成一个N+1位AD的数据采集系统,其特征在于,将待测单端信号经过第1-2单端转差分放大电路后变为两路幅值不同相位相同的模拟差分信号,这两路模拟差信号分别代表原始信号大于零和小于零部分,分别输入第1、2模数转换电路AD进行转换,第1-2模数转换电路AD的数据输出端以及控制端与可编程逻辑门阵列FPGA连接,同时待测单端信号通过一个过零比较器与可编程逻辑门阵列FPGA相连,比较器输出信号 SIGN用于区分输入信号大于零和小于零两种状态,可编程逻辑门阵列FPGA的输出与第1-2存储处理子系统连接,每一个存储处理子系统由一个开关芯片ADG734和一个静态随机存取存储器SRAM组成,待测信号分别经过第1、2模数转换电路AD变为数字信号后被传输给可编程逻辑门阵列FPGA,可编程逻辑门阵列FPGA实现对第1、2模数转换电路所传输的数字信号进行读取,并将读取到的信号合成为完整的待测信号,数据处理步骤为:(1)待测信号经过第1-2单端转差分放大电路变为幅值翻倍相位不变的第1、2模拟信号,(2)单端转差分放大电路处理的第1模拟信号经过加法器为第1待测信号,信号经过加法器之后电压增加0.512V,输入到第1模数转换电路,由第1模数转换电路AD进行采样,(3)单端转差分放大电路处理的第2模拟信号分别经过加法器和减法器转换为第2待测信号,信号经过减法器之后电压减少0.512V,输入到第2模数转换电路,由第2模数转换电路AD进行采样,(4)FPGA通过2路控制线分别控制模数转换电路AD,第1控制线PWRDWN为控制模数转换电路AD的启动与停止,第2控制线ENCODE为模数转换电路AD的采样时钟,在此信号上升沿进行采样,(5)当比较器输出信号SIGN为高电平时,可编程逻辑门阵列FPGA通过第2控制线ENCODE信号启动第1模数转换电路AD进行转换,获得的转换码为信号大于零的情况,此时第1控制线PWRDWN低电平,第2控制线ENCODE上升沿采样,第1模数转换电路AD通过8路数据线接收外部FPGA写入的指令,(6)第1模数转换电路AD完成一次数据转换后,第1控制线PWRDWN引脚被拉低,持续一个时钟周期,第1模数转换电路AD将数字信号通过8路数据线传入可编程逻辑门阵列FPGA中,可编程逻辑门阵列FPGA中将接收到的采样信号值减少0.512V,(7)第1模数转换电路AD完成一次数据传输后,当比较器输出信号SIGN为低电平时,可编程逻辑门阵列FPGA通过第2控制线ENCODE信号启动第2模数转换电路AD进行转换,获得的转换码为信号小于零的情况,第2模数转换电路AD重复一次5)和6)骤,其中在重复第6)步骤时,可编程逻辑门阵列FPGA中将接收到的采样信号值增加0.512V,(8)可编程逻辑门阵列FPGA在分别接收到这两路采样信号后,按照采样顺序将其组合起来,(9)当再次需要传送数据时,先拉高第1控制线PWRDWN引脚,用于分隔两组数据,之后再重复上述读写操作,实现下一组数据的传送,(10)采用开关芯片ADG734来控制静态随机存取存储器SRAM的SPI接口的连接关系,开关芯片ADG734的控制线引脚被拉低时,可编程逻辑门阵列FPGA拥有静态随机存取存储器SRAM的写权限,开关芯片ADG734的控制线引脚被拉高,可编程逻辑门阵列FPGA拥有静态随机存取存储器SRAM的读权限,(11)第1存储处理子系统CM1内的第1静态随机存取存储器SRAM芯片向可编程逻辑门阵列FPGA发送读取指令,可编程逻辑门阵列FPGA与第1存储处理子系统CM1内的第1开关芯片ADG734的控制线引脚被拉低,这时第1存储处理子系统CM1内的第1静态随机存取存储器SRAM与可编程逻辑门阵列FPGA的SPI接口被联通,数据通过SPI接口以序列形式写入第1静态随机存取存储器SRAM,(12)当第1静态随机存取存储器SRAM存满后,可编程逻辑门阵列FPGA与第1存储处理子系统CM1内的第1开关芯片ADG734的控制线引脚被拉高, 这时第1存储处理子系统CM1内与第1静态随机存取存储器SRAM与可编程逻辑门阵列FPGA的SPI接口联通,通过SPI接口读取数据,(13)当可编程逻辑门阵列FPGA与第1存储处理子系统CM1内的开关芯片ADG734的控制线引脚拉高,停止向其传送数据时,第2存储处理子系统CM2内的第2静态随机存取存储器SRAM向可编程逻辑门阵列FPGA发送读取指令,第2存储处理子系统的处理过程同第11),12)步,(14)当可编程逻辑门阵列FPGA处理完所有数据后,通过SPI接口向USB芯片传送数据,USB芯片再通过USB总线将数据传送给上位机显示。
2.根据权利要求1所述的基于两个N位AD合成一个N+1位AD的数据采集系统,其特征在于,模数转换电路AD与可编程逻辑门阵列FPGA有八位的数据线以及两位控制线连接,FPGA与每一个存储处理子系统中的开关芯片ADG734通过五条线相连,包括串行外设接口SPI和一根控制线,开关芯片ADG734与静态随机存储SRAM通过SPI接口线相连,与存储处理子系统外部的通用串行芯片USB通过SPI接口线连接,USB芯片与上位机通过通用串行总线USB总线连接。