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數(shù)據(jù)采集板卡公司-魯科數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集板卡公司-數(shù)據(jù)采集板卡
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高速數(shù)據(jù)采集時(shí),遇到“混疊”和“幅度分辨率不足”怎么辦?
在使用模塊化數(shù)字化儀進(jìn)行測(cè)量時(shí),重要的是要注意一些常見的設(shè)置問題,這些問題會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)不良和浪費(fèi)時(shí)間。本文將對(duì)“混疊”和“幅度分辨率不足”兩個(gè)問題提供深入解答。
混疊,采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的普遍問題。自采樣數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)出現(xiàn)以來(lái),由于輸入信號(hào)采樣不足而引起的混疊問題就一直存在。采用較的數(shù)據(jù)儀器,如數(shù)字化儀和數(shù)字示波器,根據(jù)采樣定理,要求模擬信號(hào)的采樣頻率大于輸入端存在的較高頻率分量的兩倍。如果不滿足這個(gè)條件,就會(huì)產(chǎn)生混疊。當(dāng)前的數(shù)字轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)通常包含大大超過模擬帶寬的較大采樣率。通過將其與長(zhǎng)采集存儲(chǔ)器相結(jié)合,這些數(shù)字化器較小化了這個(gè)經(jīng)典問題。 但是,用戶應(yīng)該注意混疊,尤其是在將采樣率編程為較低速度時(shí)。
采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣并存儲(chǔ)結(jié)果數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。 如果采樣率滿足或超過采樣定理的規(guī)則,則可以重建信號(hào)而不丟失任何信息。如果模擬輸入波形的采樣頻率小于其較大頻率的兩倍,則數(shù)字采樣的重建結(jié)果會(huì)產(chǎn)生頻率低于原始頻率的波形。
幅度分辨率不足
數(shù)字轉(zhuǎn)換器使用模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)將模擬信號(hào)的樣本轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。ADC的分辨率是用于數(shù)字化輸入樣本的比特?cái)?shù)。對(duì)于一個(gè)n位ADC,可以產(chǎn)生的離散數(shù)字電平數(shù)為2n。因此,一個(gè)12位數(shù)字轉(zhuǎn)換器可以解決212或4096級(jí)。較小有效位(lsb)表示可以檢測(cè)到的較小間隔,對(duì)于12位數(shù)字轉(zhuǎn)換器,較小有效位為1/4096或2.4 x 10-4。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。
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高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用
高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于鐵路、機(jī)械等諸多行業(yè)。而高速數(shù)據(jù)采集卡是高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心部件。高速數(shù)據(jù)采集卡的核心技術(shù)指標(biāo)包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率和記錄容量。一般來(lái)說(shuō),高速采集卡的任務(wù)是快速采集各種類型傳感器輸出的模擬信號(hào)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后輸入計(jì)算機(jī)處理。
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高速數(shù)據(jù)采集卡形態(tài)
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5GS/s、8GGS/s、10GS/s或32GS/s等。高速數(shù)據(jù)采集卡總線接口形式一般有:PCI Express、compactPCI、PXI、PXIExpress、VPX、USB等。選擇高速數(shù)據(jù)采集卡時(shí)一般會(huì)從以下指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估:采樣率、精度、通道、總線接口、帶寬、輸入量程、耦合方式、FPGA是否資源開放等。
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