超高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

除了屬于通用儀器的超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以外，對(duì)于其它超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)而言，基于標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)、具有海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)深度、高速信號(hào)處理性能和超高速A/D所組成的超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)今發(fā)展趨勢(shì)。在設(shè)計(jì)和選用系統(tǒng)時(shí)，就要有這四方面的考慮，即不但要考慮超高速數(shù)據(jù)采集部分，還要考慮其標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)接口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)深度和處理器的性能，因?yàn)橄到y(tǒng)的整體性能已不單是超高速數(shù)據(jù)采集部分的性能，標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)接口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)深度和DSP也已成為評(píng)價(jià)系統(tǒng)整體性能的重要指標(biāo)。對(duì)于不同應(yīng)用領(lǐng)域或不同的應(yīng)用環(huán)境和要求，系統(tǒng)的這四個(gè)組成部分會(huì)有所區(qū)別。

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如何選擇數(shù)據(jù)采集卡

基于多種接入總線(xiàn)接口的設(shè)備，適用于客戶(hù)的不同需求。

首先，選擇接口方式。數(shù)據(jù)采集卡的接口方式是指該卡與PC連接的總線(xiàn)方式，或者該卡提供的接口方式。常見(jiàn)的接口方式有PCI, Compact PCI,USB, PCMCIA, CAN, 無(wú)線(xiàn)，網(wǎng)卡；還有較老式的方式如串口UART/LPT/SPI，并口COM，ISA/EISA，PC/AT。

USB總線(xiàn)由于支持即插即用，傳輸速度快，攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，成為未來(lái)的發(fā)展方向。 無(wú)線(xiàn)技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)據(jù)傳輸速度不斷發(fā)展,給數(shù)據(jù)采集卡提供了更加方便快捷的移動(dòng)傳輸方式.通常的傳輸協(xié)議有:紅外IRDA,藍(lán)牙BLUETOOTH,NFC,GPRS,WLAN,3G,HSPDA等等. GPRS方式傳輸現(xiàn)在有很大的市場(chǎng).

第二步，確定輸入和輸出指標(biāo)。這些指標(biāo)有輸入和輸出的模擬量精度和速率,輸入和輸出的數(shù)字量電平和要求,輸入和輸出的數(shù)字傳輸協(xié)議方式. 模擬量采樣有高的精度和高速率兩個(gè)方向,有的將二者結(jié)合起來(lái),屬于較高要求.數(shù)字量有TTL,CMOS,高壓電平等,特殊場(chǎng)合,需要光電隔離,ESD,EMI保護(hù).傳輸協(xié)議通常為UART,也有并行方式.

第三步，選擇接口協(xié)議處理器。如果你的數(shù)據(jù)采集卡不需要處理器就能夠滿(mǎn)足要求,你可以現(xiàn)在動(dòng)手設(shè)計(jì)了.否則,繼續(xù)努力!接下來(lái)考慮的是接口協(xié)議處理器.PCI, USB, PCMCIA, CAN, 網(wǎng)卡都有專(zhuān)門(mén)的接口芯片.當(dāng)然你也可以選擇FPGA加上軟件協(xié)議IP核,同樣能實(shí)現(xiàn)你的目標(biāo),但是難度很大.

第四步，選擇采集卡處理器。

第五步，選擇數(shù)據(jù)采集電路。

數(shù)據(jù)采集卡的位數(shù)是不是和采集數(shù)據(jù)多少有關(guān)呢？

ADC的位數(shù)是指垂直分辨率位數(shù)，位數(shù)越高，量化誤差越小，測(cè)試動(dòng)態(tài)越大，同時(shí)幅度測(cè)試精度越高。這是高分辨率的優(yōu)勢(shì)。采用14Bit的ADC，采集的每一個(gè)樣點(diǎn)用二進(jìn)制表示將有14位。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率是指采樣率，每秒鐘采集多少個(gè)樣點(diǎn)。

ADC工作分為兩步：時(shí)間離散和幅度量化，前者對(duì)應(yīng)采樣，量化就是使用多少位數(shù)據(jù)去表示一個(gè)幅值，因?yàn)榱炕g隔不可能無(wú)窮小，所以存在量化誤差。

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