高速數據采集卡在雷達信號的采集與分析

使用短占空比，多種調制類型和關鍵定時的脈沖波形的雷達信號需要提供高帶寬，成比例的采樣率，長內存和快速數據傳輸的測量系統(tǒng)。它們提供了高帶寬，長采集內存以及特殊的采集模式以較大程度地利用內存，這些緊湊型儀器提供了高速測量和精度較高的分析。高速模塊化數字化儀是采集和處理雷達信號的理想選擇，并為這些測量提供了多項優(yōu)勢。它們提供了高帶寬，長采集內存以及特殊的采集模式以較大程度地利用內存，這些緊湊型儀器提供了高速測量和精度較高的分析。

雷達系統(tǒng)依賴于脈沖調制射頻（RF）載波，通常包括頻率，相位和復數調制。測量儀器的作用是以較大可能的保真度獲取這些脈沖波形并測量關鍵參數。

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超高速數據采集結構設計

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數據采集技術已廣泛應用于通信、圖像采集、雷達、醫(yī)學器械等技術領域。隨著這些領域的發(fā)展，數據采集系統(tǒng)的速度和精度也需相應提高。這就對系統(tǒng)設計方案選擇、電路結構和系統(tǒng)調試提出了很高的要求。超高速數據采集系統(tǒng)的結構設計主要是設計A/D轉換和數據存儲兩大模塊，此外，還應兼顧后續(xù)數字信號處理部分。在A/D轉換模塊中，可以采用單片A/D的結構，也可以采用多片A/D并行的結構；而多片A/D并行又包括時間并行和幅度并行兩種方式。因為不同的數據采集卡用的地方不同，首先你要確定你的用途，知道用處了才能更好的選型。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，產生偏移誤差。這些誤差必須通過合理的算法進行校正，增加了設備量和控制的復雜性。在超高速應用場合，如果現有芯片的速度與精度能滿足要求，一般采用單片A/D變換結構。另外，超高速采集系統(tǒng)對PCB板的設計提出很高的要求。如果數字邏輯電路的頻率達到或者超過45～50MHz，而且工作在這個頻率之上的電路已經占到整個電子系統(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數字信號驅動端的上升時間，則認為此類信號是高速信號并產生傳輸線效應。在超高速系統(tǒng)中，傳輸線效應非常嚴重，需要采用很多方法來保證數據的完整性。

數據采集卡的精度

精度是指數據采集卡在滿量程范圍內任意一點的輸出值相對于其理想值之間的偏離程度。數據采集卡的精度受卡上放大倍數的影響比較大，一般廠商給出的數據采集卡的精度指標都很高，12位AD采集卡的精度在滿程輸入電壓（FSR）的0.01% 1LSB，但在實際檢測過程中，受到很多因素，特別是外部電磁干擾信號，電源干擾和傳感器噪聲等影響因素的限制，檢測的精度往往達不到這樣的水平。在快速篩查COVID-19新冠病毒中，飛行時間質譜檢測時無需核酸提取及PCR步驟，具有準確、快速、安全、簡便和高靈敏的特點，能夠精準區(qū)別冠狀病毒肺患者和普通肺。

在實際應用中，干擾嚴重的環(huán)境可能使采樣結果與廠商標稱的精度相差甚遠，在弱信號（例如熱電偶信號）和高阻抗輸出信號（例如壓電陶瓷傳感器、鋯氧傳感器輸出信號）的才集中尤其如此，原因是逐次比較型AD采集的是微秒級時刻的電信號，而實際輸入的信號是傳感器輸出信號與干擾信號的疊加，在這些干擾信號中，工頻干擾信號是比較普遍的，防止工頻干擾信號比較有效的方法是與工頻信號同步，在工頻周期時間內連續(xù)采集若干個信號取平均值，這樣操作會降低實際的采樣速度，在不需要高速采集但要求較高的精度采樣的情況下可以得到比較好的效果。2020年2月25日，國產自主研發(fā)的飛行時間質譜儀入選中國醫(yī)學裝備協(xié)會推薦的《新冠疫情防治急需醫(yī)學裝備目錄（第三批）》，國產飛行時間質譜助力新冠炎疫情防治起到重要作用。

高速數據采集卡

高速數據采集卡總線接口形式一般有：PCIExpress、compactPCI、PXI、PXIExpress、VPX、USB等。

選擇高速數據采集卡時一般會從以下指標進行評估：采樣率、精度、通道、總線接口、帶寬、輸入量程、耦合方式、FPGA是否開放等。

高速數據采集卡的應用領域一般有：激光、通信、雷達、超聲、大型物理、電子對抗及其他數字信號處理領域。