一种多通道数据采集方法及系统与流程

本申请实施例涉及数据采集系统，尤其涉及一种多通道数据采集方法及系统。

背景技术：

1、在地震观测领域，数据采集系统的性能直接关系着地震数据的观测质量。对于三分量地震计，需要使用多通道数据采集系统实现三分量的地震数据采集，由于地震计一般部署于偏远地区，综合考虑成本、功耗、重量等多项因素，采用基于多个输入通道和一个模数转换器结构的多路复用多通道数据采集系统。此种结构的多通道数据采集系统，需要通过通道切换实现不同输入通道的数据采集，由于通道切换存在时间差，多通道采集的数据存在不同步的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例的目的在于提出一种多通道数据采集方法及系统，以解决多通道采集的数据不同步问题。

2、基于上述目的，本申请实施例提供了一种多通道数据采集方法，包括：

3、接收经模数转换单元转换后的多路数字信号；其中，多路数字信号是对经多个输入通道输入的模拟信号按照预设的选通模式进行通道选通，将选通的模拟信号经模数转换单元转换为相应的数字信号后得到的；

4、利用预先构建的内插滤波器对多路数字信号进行内插滤波处理，得到多通道同步后的数字信号；其中，所述内插滤波器根据输入通道的数量和通道采样数据点的数量构建，所述通道采样数据点的数量为通道每切换一次，模数转换单元采集的数据点的数量。

5、可选的，利用预先构建的内插滤波器对多路数字信号进行内插滤波处理，得到多通道同步后的数字信号，包括：

6、从所述多路数字信号中抽取出分别对应于各输入通道的数字信号；

7、对于同一输入通道的数字信号，于通道切换前后相邻两次采集的数据点之间插入具有插值数量的零；其中，所述插值数量根据所述输入通道的数量和通道采样数据点的数量确定；

8、对于通道切换前后的两个输入通道，于切换后的输入通道的数据点之前插入具有通道采样数据点的数量的零，使得切换后的输入通道的数据点相较于切换前的输入通道的数据点整体移动具有通道采样数据点的数量的数据点；

9、对插值后的各输入通道的数字信号进行低通滤波处理，得到多通道同步后的数字信号。

10、可选的，所述插值数量为所述输入通道的数量减一后乘以所述通道采样数据点的数量。

11、可选的，所述得到多通道同步后的数字信号之后，还包括：

12、对所述多通道同步后的数字信号进行抽取处理，得到抽取出的数字信号。

13、可选的，三分量地震计的三个信号输出端经三个输入通道输入相应的模拟信号，所述预设的选通模式为循环采样，所述通道采样数据点的数量为1；插值后的三个输入通道的数字信号表示为：

14、x1[n]＝{x1[0],0,0,0,x1[1],0,0,0,x1[2],0,0,0,…} (27)

15、x2[n]＝{0,x2[0],0,0,0,x2[1],0,0,0,x2[2],0,0…} (28)

16、x3[n]＝{0,0,x3[0],0,0,0,x3[1],0,0,0,x3[2],0…} (29)

17、其中，x1[n]为第一输入通道的插值后的数字信号，x2[n]为第二输入通道的插值后的数字信号，x3[n]为第三输入通道的插值后的数字信号。

18、本申请实施例还提供一种多通道数据采集系统，包括：

19、上位机，用于接收经模数转换单元转换后的多路数字信号；其中，多路数字信号是对经多个输入通道输入的模拟信号按照预设的选通模式进行通道选通，将选通的模拟信号经模数转换单元转换为相应的数字信号后得到的；以及利用预先构建的内插滤波器对多路数字信号进行内插滤波处理，得到多通道同步后的数字信号；其中，所述内插滤波器根据输入通道的数量和通道采样数据点的数量构建，所述通道采样数据点的数量为通道每切换一次，模数转换单元采集的数据点的数量。

20、可选的，所述上位机，用于从所述多路数字信号中抽取出分别对应于各输入通道的数字信号；对于同一输入通道的数字信号，于通道切换前后相邻两次采集的数据点之间插入具有插值数量的零；其中，所述插值数量根据所述输入通道的数量和通道采样数据点的数量确定；对于通道切换前后的两个输入通道，于切换后的输入通道的数据点之前插入具有通道采样数据点的数量的零，使得切换后的输入通道的数据点相较于切换前的输入通道的数据点整体移动具有通道采样数据点的数量的数据点；以及对插值后的各输入通道的数字信号进行低通滤波处理，得到多通道同步后的信号。

21、可选的，所述插值数量为所述输入通道的数量减一后乘以所述通道采样数据点的数量。

22、可选的，所述上位机，还用于对所述多通道同步后的数字信号进行抽取处理，得到抽取出的数字信号。

23、可选的，所述系统还包括：

24、主控单元，用于按照所述预设的选通模式生成用于分别接通各输入通道、并将各输入通道中的模拟信号分别放大相应的预定倍数的通道接通及放大控制信号，用于按照预设的选通模式生成用于接通各输入通道的通道切换控制信号，用于接收模数转换单元输出的数字信号，将所述数字信号传输至上位机；

25、可编程增益放大器，用于根据所述通道接通及放大控制信号，分别接通各输入通道，并将各输入通道中的模拟信号放大至相应的预定倍数后，传输至通道切换单元；

26、通道切换单元，用于根据所述通道切换控制信号，分别接通各输入通道，将放大后的模拟信号传输至所述模数转换单元；

27、模数转换单元，用于对接收的模拟信号进行模数转换处理，将转换后的数字信号传输至主控单元。

28、从上面所述可以看出，本申请实施例提供的多通道数据采集方法及系统，上位机接收经模数转换单元转换后的多路数字信号，利用预先构建的内插滤波器对多路数字信号进行内插滤波处理，得到多通道同步后的数字信号，从而解决多通道数据采集的数据同步问题。

技术特征：

1.一种多通道数据采集方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用预先构建的内插滤波器对多路数字信号进行内插滤波处理，得到多通道同步后的数字信号，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述插值数量为所述输入通道的数量减一后乘以所述通道采样数据点的数量。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述得到多通道同步后的数字信号之后，还包括：

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，三分量地震计的三个信号输出端经三个输入通道输入相应的模拟信号，所述预设的选通模式为循环采样，所述通道采样数据点的数量为1；插值后的三个输入通道的数字信号表示为：

6.一种多通道数据采集系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述插值数量为所述输入通道的数量减一后乘以所述通道采样数据点的数量。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

技术总结本申请实施例提供一种多通道数据采集方法及系统，包括：接收经模数转换单元转换后的多路数字信号；其中，多路数字信号是对经多个输入通道输入的模拟信号按照预设的选通模式进行通道选通，将选通的模拟信号经模数转换单元转换为相应的数字信号后得到的；利用预先构建的内插滤波器对多路数字信号进行内插滤波处理，得到多通道同步后的数字信号；其中，所述内插滤波器根据输入通道的数量和通道采样数据点的数量构建，所述通道采样数据点的数量为通道每切换一次，模数转换单元采集的数据点的数量。本申请能够解决基于多路复用结构的多通道数据采集的数据不同步问题。技术研发人员：朱小毅,廖裕龙,李江,王晓蕾,薛兵,张兵,高尚华,康璐璐,崔仁胜,刘明辉,周银兴,林湛,王昱茹受保护的技术使用者：中国地震局地震预测研究所技术研发日：技术公布日：2024/12/2