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發布時間:2020-12-21 06:47  






高速數據采集時,遇到“混疊”和“幅度分辨率不足”怎么辦?
在使用模塊化數字化儀進行測量時,重要的是要注意一些常見的設置問題,這些問題會導致數據不良和浪費時間。本文將對“混疊”和“幅度分辨率不足”兩個問題提供深入解答。
混疊,采樣數據系統的普遍問題。自采樣數據采集系統出現以來,由于輸入信號采樣不足而引起的混疊問題就一直存在。采用較的數據儀器,如數字化儀和數字示波器,根據采樣定理,要求模擬信號的采樣頻率大于輸入端存在的較高頻率分量的兩倍。如果不滿足這個條件,就會產生混疊。當前的數字轉換器設計通常包含大大超過模擬帶寬的較大采樣率。通過將其與長采集存儲器相結合,這些數字化器較小化了這個經典問題。 但是,用戶應該注意混疊,尤其是在將采樣率編程為較低速度時。(6)量程:輸入信號的幅度,常用有±5V、±10V0~5V、0~10V。
采樣數據系統對輸入信號進行采樣并存儲結果數字數據。 如果采樣率滿足或超過采樣定理的規則,則可以重建信號而不丟失任何信息。如果模擬輸入波形的采樣頻率小于其較大頻率的兩倍,則數字采樣的重建結果會產生頻率低于原始頻率的波形。
幅度分辨率不足
數字轉換器使用模擬到數字轉換器(adc)將模擬信號的樣本轉換成數字值。ADC的分辨率是用于數字化輸入樣本的比特數。對于一個n位ADC,可以產生的離散數字電平數為2n。因此,一個12位數字轉換器可以解決212或4096級。較小有效位(lsb)表示可以檢測到的較小間隔,對于12位數字轉換器,較小有效位為1/4096或2.4 x 10-4。為了將lsb轉換成電壓,我們取數字化儀的輸入范圍除以2,提高到數字化儀的分辨率。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。
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高速數據采集卡的比較
高速數據采集卡種類繁多,功能相差較大,有高采樣率和高分辨率的,也有高采樣率低分辨率,也有低采樣率高分辨率。除此之外,還有單通道和多通道采樣之分,以及寬帶之間的差異。
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數據采集模塊跟數據采集卡有什么區別?
從概念來說。數字量是物理量的一種,一類物理量的變化在時間上和數量上都是離散的。它們的變化在時間上是不連續的,總是發生在一系列離散的瞬間。同時,它們的數值大小和每次的增減變化都是某一個較小數量單位的整數倍,而小于這個較小數量單位的數值沒有任何物理意義。這一類物理量叫做數字量。數字量,也就是離散量,指得是分散開來的、不存在中間值的量。 打個比方,一個開關所能夠取的值是離散的,只能是開或者關,不存在中間的情況。但是音量旋鈕的取值是連續的,在較大和較小之間有無數種取值。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。比如12%的音量13%的音量,或者12.5%的音量。
數字量(離散量)是與模擬量(連續量)相對應的。后者常見于自然世界中,并且用一般的數學方法就可以進行分析。而數字量則用于計算機處理的信息中。因為計算機的基本工作狀態只有0和1兩種,并且數字計算機系統對外界信息的采樣也不可能是嚴格連續的,必然是在一個周期內只完成一次采樣,故此數字系統中處理的都是數字量。并且,數字量不能完全依靠普通的數學方法進行分析,對他的分析有專門的數學方法。如果用D/A的輸出信號去驅動一個加熱器,就不需要使用速度很快的D/A,因為加熱器本身就不能很快地跟蹤電壓變化。