超高速數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)設(shè)計

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數(shù)據(jù)采集技術(shù)已廣泛應(yīng)用于通信、圖像采集、雷達(dá)、醫(yī)學(xué)器械等技術(shù)領(lǐng)域。隨著這些領(lǐng)域的發(fā)展，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的速度和精度也需相應(yīng)提高。這就對系統(tǒng)設(shè)計方案選擇、電路結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)調(diào)試提出了很高的要求。超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是設(shè)計A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)存儲兩大模塊，此外，還應(yīng)兼顧后續(xù)數(shù)字信號處理部分。在A/D轉(zhuǎn)換模塊中，可以采用單片A/D的結(jié)構(gòu)，也可以采用多片A/D并行的結(jié)構(gòu)；而多片A/D并行又包括時間并行和幅度并行兩種方式。多片A/D并行可以降低對單個A/D芯片的性能要求，但系統(tǒng)會由于各路之間時鐘延長時間不等和各路之間增益不等，產(chǎn)生偏移誤差。這些誤差必須通過合理的算法進(jìn)行校正，增加了設(shè)備量和控制的復(fù)雜性。在超高速應(yīng)用場合，如果現(xiàn)有芯片的速度與精度能滿足要求，一般采用單片A/D變換結(jié)構(gòu)。高速數(shù)據(jù)采集存儲魯科數(shù)據(jù)專業(yè)生產(chǎn)、銷售高速數(shù)據(jù)采集板卡，我們?yōu)槟治鲈摦a(chǎn)品的以下信息。另外，超高速采集系統(tǒng)對PCB板的設(shè)計提出很高的要求。如果數(shù)字邏輯電路的頻率達(dá)到或者超過45～50MHz，而且工作在這個頻率之上的電路已經(jīng)占到整個電子系統(tǒng)一定的分量（比如1/3），就稱為高速電路。通常約定如果線傳播延長時間大于1/2數(shù)字信號驅(qū)動端的上升時間，則認(rèn)為此類信號是高速信號并產(chǎn)生傳輸線效應(yīng)。在超高速系統(tǒng)中，傳輸線效應(yīng)非常嚴(yán)重，需要采用很多方法來保證數(shù)據(jù)的完整性。

高速數(shù)據(jù)采集卡選型時的一些關(guān)鍵判別要素

高速數(shù)據(jù)采集卡的選型過程中，采樣率、帶寬、分辨率、時鐘精度、觸發(fā)精度等為基本的考慮因素，除了這些因素以外，還要考慮高速數(shù)據(jù)采集卡的板卡接口、采集模式、特殊固件功能、定制開發(fā)選項等關(guān)鍵判別要素。本文將參照北京坤馳科技有限公司的多通道，2 GS/s高速高速數(shù)據(jù)采集卡。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(jìn)行模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換。

1，    針對不同的交流或直流信號，要選取高速數(shù)據(jù)采集卡不同的模擬前端，AC耦合orDC耦合？

2， 充分利用高速數(shù)據(jù)采集卡的不同采集模式，能夠?qū)崿F(xiàn)對高速數(shù)據(jù)采集卡軟硬件資源的充分利用，達(dá)到想要的采集效果。

3，對于某些特定的應(yīng)用，往往需要高速數(shù)據(jù)采集卡本身具備數(shù)字平均、波形檢測等固件選項，這些功能往往可以達(dá)到采集效果好、用戶使用方便的效果。

4,特征增強功能

5,數(shù)據(jù)接口選項

什么是數(shù)據(jù)采集卡呢？

簡單說，高速數(shù)據(jù)采集卡就是完成傳感器電壓模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并把數(shù)字信號傳輸至計算機的電路板卡。

在不同的領(lǐng)域，高速數(shù)據(jù)采集卡的界定有所不同，比如在機械振動領(lǐng)域，1MS/s采樣率可以算做高速數(shù)據(jù)采集范疇；而在雷達(dá)信號處理領(lǐng)域，1GS/s或可歸為高速數(shù)據(jù)采集范疇。一般而言，10MS/s往上的采樣率可稱做高速數(shù)據(jù)采集卡。

目前業(yè)內(nèi)板卡形態(tài)的高速數(shù)據(jù)采集卡，較高的采樣頻率，有7GS/s、8GGS/s、10GS/s或12.5GS/s等。

典型的高速數(shù)據(jù)采集卡一般由以下幾大部分組成：AFE/FEA、AD、FPGA、時鐘、DDR內(nèi)存、總線接口等要素。

高速數(shù)據(jù)采集卡的選型過程中，采樣率、帶寬、分辨率、時鐘精度、觸發(fā)精度等為較基本的考慮因素，除了這些因素以外，還要考慮高速數(shù)據(jù)采集卡的板卡接口、采集模式、特殊固件功能、定制開發(fā)選項等關(guān)鍵判別要素。

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