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高速數(shù)據(jù)采集卡

高速數(shù)據(jù)采集卡（HighSpeedDataAcquisitionCard）是相對(duì)于低速數(shù)據(jù)采集卡而言的，通俗講，就是采樣頻率/采樣率比較高的數(shù)據(jù)采集卡；因?yàn)楦咚贁?shù)據(jù)采集卡的采樣頻率接近一些儀器的工作頻率，所以也歸類為儀器的范疇，叫數(shù)字化儀（Digitizer）。

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數(shù)據(jù)采集卡主要技術(shù)參數(shù)

數(shù)據(jù)采集卡主要技術(shù)參數(shù)有如下幾個(gè)指標(biāo)：（1）通道數(shù)：即板卡可以采集幾路信號(hào)，分為單端和雙端（差分）。常用的有單端32路/差分16路、單端16路/差分8路。（2）采樣頻率：?jiǎn)挝粫r(shí)間采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)，與AD芯片的轉(zhuǎn)換一個(gè)點(diǎn)所需時(shí)間有關(guān)，例如：AD轉(zhuǎn)換一個(gè)點(diǎn)需要T=10us，則其采樣頻率f=1/T為100K（即100kHz），即每秒鐘AD芯片可以轉(zhuǎn)換100K的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)。常有100K、250K、500K、800K、lM、40M等。（3）緩存：主要用來(lái)存儲(chǔ)AD芯片轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。帶緩存板卡可以設(shè)置采樣頻率，激光雷達(dá)數(shù)據(jù)采集卡多少錢，否則不可改變。緩存有RAM和FIFO兩種。FIFO主要用作數(shù)據(jù)緩沖，激光雷達(dá)數(shù)據(jù)采集卡多少錢，存儲(chǔ)量不大，速度快；RAM一般用于高速采集卡，存儲(chǔ)量大，速度較慢。（4）分辨率：采樣數(shù)據(jù)較低位所代表的模擬量的值，常有12位、14位、16位等。如12位分辨率，當(dāng)電壓量程為5000mV，單位增量為（5000mV）/4096=1.22mV（注：2的12次方為4096）。（5）精度：測(cè)量值和真實(shí)值之間的誤差，即測(cè)量準(zhǔn)確度。一般用滿量程FSR（Full Scale Range）的百分比表示，常見的如0.05%FSR、0.1%FSR等。如滿量程范圍為0~10V，數(shù)據(jù)采集卡多少錢，其精度為0.1%FSR，則誤差在10mV以內(nèi)。（6）量程：輸入信號(hào)的幅度，常用有±5V、±10V0～5V、0~10V。（7）增益：輸入信號(hào)的放大倍數(shù)，分為程控增益和硬件增益。通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡的電壓放大芯片將AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行固定倍數(shù)的放大，有兩種型號(hào)PGA202（1、10、100、1000）和PGA203（1、2、4、8）的增益芯片。（8）觸發(fā)：可分為內(nèi)觸發(fā)和外觸發(fā)兩種，特定啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換方式。

數(shù)據(jù)采集的基本理論

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采樣過(guò)程為了對(duì)模擬信號(hào)用數(shù)字方法處理，應(yīng)先將模擬信號(hào)數(shù)字化，即進(jìn)行模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換。模/數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)程，包括三個(gè)內(nèi)容：一是采樣，二是量化，大氣氣溶膠數(shù)據(jù)采集卡多少錢，三是編碼。一個(gè)模擬信號(hào)首先經(jīng)過(guò)預(yù)采樣濾波器，對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，然后由采樣器在每個(gè)采樣時(shí)刻讀出一個(gè)數(shù)據(jù)；再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)量化為二進(jìn)制數(shù)碼，數(shù)據(jù)之后保存到存儲(chǔ)器用于數(shù)字信號(hào)處理。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器模/數(shù)轉(zhuǎn)換器是整個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的，它的性能直接限制系統(tǒng)的性能。要使設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能滿足工作條件，首先要選對(duì)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(shí)時(shí)采樣”和“等效時(shí)間采樣”兩大類?！皩?shí)時(shí)采樣”是在信號(hào)存在期間對(duì)其采樣。按照采樣定理，采樣速率必須高于信號(hào)中較高頻率分量的 2 倍；對(duì)于周期性正弦信號(hào)，一個(gè)周期內(nèi)應(yīng)該至少有兩個(gè)采樣點(diǎn)。“實(shí)時(shí)采樣”除了通常使用的定時(shí)采樣外，還常常使用“等點(diǎn)采樣”，即“變步長(zhǎng)采樣”。這種采樣方法不論被測(cè)信號(hào)頻率為多少，一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)均勻采樣的點(diǎn)數(shù)總共為 N 個(gè)。

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