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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
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视频作者:北京速核电子科技有限公司
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。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。飞行时间质谱仪是通过离子在一定距离真空无场区内按不同质荷比以不同时间到达检测器,从而建立质谱图的质谱仪。
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。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。数据采集卡的耐压值高出输入量程一些,如果信号输入超过耐压值,采集卡将启动自保护功能,自动断电。
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如何选择数据采集卡
首先,选择接口方式。
第二步,确定输入和输出指标。
这些指标有输入和输出的模拟量精度和速率,输入和输出的数字量电平和要求,输入和输出的数字传输协议方式.
第三步,选择接口协议处理器。 如果你的数据采集卡不需要处理器就能够满足要求,你可以现在动手设计了.否则,继续努力!基于标准总线并带有高速DSP的高速数据采集板卡产品非常多,技术、市场主流的厂商主要有SpectrumSignalProcessing,SPEC,Signatec,Acquisitionlogic,Bluewave等公司。 接下来考虑的是接口协议处理器.PCI, USB, PCMCIA, CAN, 网卡都有专门的接口芯片.当然你也可以选择FPGA加上软件协议IP核,同样能实现你的目标,但是难度很大.
第四步,选择采集卡处理器。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。 对于功能强大的数据采集卡,你需要选择的处理器来预处理采集的数据.单片机, FPGA, DSP, ARM都是你可以挑选的对象. 单片机由于便宜,易于开发,开发的资料,工程师众多,很适合初学者你的.FPGA设计方便,具有速度和效率的优势,也是不错的选择. DSP是专门为数据处理而设计,速度快,可以实现非常复杂的算法,是很好的选择.ARM的功能过于复杂,适合于设计好的人机界面的场合. 有些器件将接口协议处理器和采集卡处理器集成在一体,这些芯片应该有更好的使用价值.
第五步,选择数据采集电路。 很多公司