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數(shù)據(jù)采集卡的增益

數(shù)據(jù)采集卡的增益是指數(shù)據(jù)采集卡在AD轉(zhuǎn)換前對電壓放大的倍數(shù)。為了對小信號進行采集，很多數(shù)據(jù)采集卡在AD轉(zhuǎn)換前設(shè)計有程控制放大器，高速同步數(shù)據(jù)采集模塊生產(chǎn)廠家，以充分發(fā)揮AD轉(zhuǎn)換器的分辨率。也有用跳線方式來實現(xiàn)放大倍數(shù)的設(shè)定的，但現(xiàn)在比較少用。

增益與電壓輸入范圍可直接進行換算，一般以時增益為1，如果一個數(shù)據(jù)采集卡的可設(shè)定增益為0.5、1、2、4、8，那么對應(yīng)的可設(shè)定輸入電壓范圍為+10V、+5V、+2.5V、+1.25V、+0.625V。

數(shù)據(jù)采集的基本理論

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采樣過程為了對模擬信號用數(shù)字方法處理，高速同步數(shù)據(jù)采集模塊多少錢，應(yīng)先將模擬信號數(shù)字化，高速同步數(shù)據(jù)采集模塊哪里有，即進行模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換。模/數(shù)轉(zhuǎn)換過程，包括三個內(nèi)容：一是采樣，二是量化，三是編碼。一個模擬信號首先經(jīng)過預(yù)采樣濾波器，對信號進行調(diào)理，然后由采樣器在每個采樣時刻讀出一個數(shù)據(jù)；再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)量化為二進制數(shù)碼，數(shù)據(jù)之后保存到存儲器用于數(shù)字信號處理。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器模/數(shù)轉(zhuǎn)換器是整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心，它的性能直接限制系統(tǒng)的性能。要使設(shè)計的系統(tǒng)能滿足工作條件，首先要選對模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。因此，有必要去了解模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的發(fā)展狀況。采樣方式常見的采樣方式可分為“實時采樣”和“等效時間采樣”兩大類?！皩崟r采樣”是在信號存在期間對其采樣。按照采樣定理，采樣速率必須高于信號中較高頻率分量的 2 倍；對于周期性正弦信號，一個周期內(nèi)應(yīng)該至少有兩個采樣點?！皩崟r采樣”除了通常使用的定時采樣外，還常常使用“等點采樣”，即“變步長采樣”。這種采樣方法不論被測信號頻率為多少，高速同步數(shù)據(jù)采集模塊，一個信號周期內(nèi)均勻采樣的點數(shù)總共為 N 個。

高速數(shù)據(jù)采集卡動態(tài)

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 科研工作者對信號的獲取與分析的需求從不停歇，而采集卡的形態(tài)、樣式也在推陳出新，新的處理手段——如多核CPU、并行GPU，F(xiàn)PGA處理能力也日新月益，推動整個數(shù)據(jù)采集行業(yè)不斷進步。對于獲取物理界中的信號，幾十兆以上的采樣率被視為高速數(shù)據(jù)采集，5G通信、復(fù)雜電磁環(huán)境監(jiān)測、相控陣雷達、超帶寬通信、高能物理、光電領(lǐng)域?qū)τ跀?shù)據(jù)采集卡的需求也集中在高頻頻段，需要更高的帶寬、更高的采樣精度、更廣的動態(tài)范圍。高速數(shù)據(jù)采集卡的關(guān)鍵部件廠商不斷發(fā)布新的芯片部件，如ADI，TI的新AD/DA芯片，Xilinx， Altera的基于SOC的FPGA技術(shù)，使高速數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品出現(xiàn)新的組合可能。