高速数据采集时,遇到“混叠”和“幅度分辨率不足”怎么办?
在使用模块化数字化仪进行测量时,重要的是要注意一些常见的设置问题,这些问题会导致数据不良和浪费时间。本文将对“混叠”和“幅度分辨率不足”两个问题提供深入解答。
混叠,采样数据系统的普遍问题。自采样数据采集系统出现以来,由于输入信号采样不足而引起的混叠问题就一直存在。VPX采集存储系统的主要架构一般为:VPX高速采集板
超高速数据采集板卡厂家
高速数据采集时,遇到“混叠”和“幅度分辨率不足”怎么办?
在使用模块化数字化仪进行测量时,重要的是要注意一些常见的设置问题,这些问题会导致数据不良和浪费时间。本文将对“混叠”和“幅度分辨率不足”两个问题提供深入解答。
混叠,采样数据系统的普遍问题。自采样数据采集系统出现以来,由于输入信号采样不足而引起的混叠问题就一直存在。VPX采集存储系统的主要架构一般为:VPX高速采集板,VPXFPGASATA控制板,VPX磁盘板(一般选用SSD固态硬盘)及VPX机箱平台等。采用较的数据仪器,如数字化仪和数字示波器,根据采样定理,要求模拟信号的采样频率大于输入端存在的较高频率分量的两倍。如果不满足这个条件,就会产生混叠。当前的数字转换器设计通常包含大大超过模拟带宽的较大采样率。通过将其与长采集存储器相结合,这些数字化器较小化了这个经典问题。 但是,用户应该注意混叠,尤其是在将采样率编程为较低速度时。
采样数据系统对输入信号进行采样并存储结果数字数据。 如果采样率满足或超过采样定理的规则,则可以重建信号而不丢失任何信息。如果模拟输入波形的采样频率小于其较大频率的两倍,则数字采样的重建结果会产生频率原始频率的波形。
幅度分辨率不足
数字转换器使用模拟到数字转换器(adc)将模拟信号的样本转换成数字值。ADC的分辨率是用于数字化输入样本的比特数。公司生产、销售高速数据采集板卡,公司拥有强大的销售团队和经营理念。对于一个n位ADC,可以产生的离散数字电平数为2n。因此,一个12位数字转换器可以解决212或4096级。较小有效位(lsb)表示可以检测到的较小间隔,对于12位数字转换器,较小有效位为1/4096或2.4 x 10-4。为了将lsb转换成电压,我们取数字化仪的输入范围除以2,提高到数字化仪的分辨率。
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数据采集卡的通道数
通道数指可同时采集模拟量的个数,例如在温度场实验中,我们需要检测6个不同物理位置的温度,这时就需要在6个不同位置安装温度传感器,每一个传感器都会输出自己位置的温度信号,数据采集卡就至少需要6个AD转换器,来满足系统检测的要求。
绝大多数数据采集卡上只有一个AD转换器,通过使用模拟开关来分时采集不同通道的数据,从而得到多通道的数据采集卡。
高速数据采集卡之FMC子板
在高速数据采集领域,FPGA因灵活性和可扩展性为连接不同的外部I/O提供了必要的条件。一般来说,高速采集卡的任务是采集各种类型传感器输出的模拟信号并转换成数字信号后输入计算机处理。但如果不是统一的io标准,则会造成连接器和子板种类众多,接口中不统一,重复设计的局面。为了避免这些问题,之前的设计一般遵循PMC和XMC标准,但因这些标准多年前制订,而且主要针对单板计算机之类的解决方案,而不是FPGA,故而需要一种针对FPGA的子板标准,这种规范被叫FMC规范。
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