數(shù)據(jù)采集技術(shù)及超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,處理流程一般包括濾波、采樣、存儲和處理四個環(huán)節(jié)。一個模擬信號首先經(jīng)過預(yù)采樣濾波器,對信號進行調(diào)理;然后,采樣器在每一個采樣時刻讀出一個數(shù)據(jù);再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC量化為二進制數(shù)碼,數(shù)據(jù)之后保存到存儲器用于數(shù)字信號處理。超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)即采用超高采樣速率對數(shù)據(jù)進行采集的系統(tǒng)。技術(shù)指標(biāo)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和數(shù)據(jù)采集技術(shù)的廣泛應(yīng)用,對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的許多技術(shù)指標(biāo),如采樣率、分辨率、存儲深度、數(shù)字信號處理速度、抗干擾能力等方面提出了越來越高的要求,其中前兩項為評價超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的重要技術(shù)指標(biāo)。提高數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣率可更深入、更細(xì)微、更精準(zhǔn)地了解物理量變化特性。

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數(shù)據(jù)采集的基本理論

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采樣過程為了對模擬信號用數(shù)字方法處理，應(yīng)先將模擬信號數(shù)字化，即進行模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換。模/數(shù)轉(zhuǎn)換過程，包括三個內(nèi)容：一是采樣，二是量化，三是編碼。一個模擬信號首先經(jīng)過預(yù)采樣濾波器，對信號進行調(diào)理，然后由采樣器在每個采樣時刻讀出一個數(shù)據(jù)；再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)量化為二進制數(shù)碼，數(shù)據(jù)之后保存到存儲器用于數(shù)字信號處理。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器模/數(shù)轉(zhuǎn)換器是整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心，它的性能直接限制系統(tǒng)的性能。要使設(shè)計的系統(tǒng)能滿足工作條件，首先要選對模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。因此，有必要去了解模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的發(fā)展?fàn)顩r。采樣方式常見的采樣方式可分為“實時采樣”和“等效時間采樣”兩大類。“實時采樣”是在信號存在期間對其采樣。按照采樣定理，采樣速率必須高于信號中較高頻率分量的 2 倍；對于周期性正弦信號，一個周期內(nèi)應(yīng)該至少有兩個采樣點?！皩崟r采樣”除了通常使用的定時采樣外，還常常使用“等點采樣”，即“變步長采樣”。一般而言，PCI、PCIe、USB高速數(shù)據(jù)采集卡工作在室溫環(huán)境下。這種采樣方法不論被測信號頻率為多少，一個信號周期內(nèi)均勻采樣的點數(shù)總共為 N 個。

論高速數(shù)據(jù)采集卡在當(dāng)下信息信號處理中的作用

信息社會的高速發(fā)展，在很大程度上取決于信息與信號處理技術(shù)的突破和。數(shù)字信號處理技術(shù)的出現(xiàn)改變了信號與信號處理技術(shù)的整個面貌，而高速數(shù)據(jù)采集卡作為數(shù)字信號處理的必不可少的前期工作在整個數(shù)字系統(tǒng)中起到關(guān)鍵性乃至決定性的作用，其應(yīng)用已經(jīng)深入到信號處理的各個領(lǐng)域。實時信號處理、數(shù)字圖形信號處理等領(lǐng)域?qū)Ω咚贁?shù)據(jù)采集卡的需求越來越大。為了將lsb轉(zhuǎn)換成電壓，我們?nèi)?shù)字化儀的輸入范圍除以2，提高到數(shù)字化儀的分辨率。