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如何選擇高速數(shù)據(jù)采集卡?
用戶在進行科研試驗中,如果涉及高頻信號的試驗,一般要進行高速數(shù)據(jù)采集卡的選擇,如通信、高通物理、雷達等領(lǐng)域。選擇高速數(shù)據(jù)采集卡一般從如下幾個指標考慮:
采樣率、分辨率、通道數(shù)、總線等。選型的關(guān)鍵還是看您高速數(shù)據(jù)采集卡做什么用,避免不要盲目選擇數(shù)據(jù)采集卡。制造高速或超高速采樣率的數(shù)字存儲示波器的公司主要有Agilent,Tektronix,Nicolet和Lecroy等,數(shù)字存儲示波器的較高采樣率也已達到10GS/s。因為不同的數(shù)據(jù)采集卡用的地方不同,首先你要確定你的用途,知道用處了才能更好的選型。用途確定后,查找相應(yīng)匹配的數(shù)據(jù)采集卡,查看其參數(shù)是否適合你的需求,把不同型號的采集卡作對比,這樣才可以挑選出更適合你的。數(shù)據(jù)采集板的應(yīng)用與這些關(guān)鍵詞息息相關(guān):信號類型(脈沖、中頻、射頻….)、信號幅度、信號帶寬、是否需要FPGA實時處理,通道數(shù)…….
采樣率:非常關(guān)鍵的指標,如果是包含直流分量的信號,采樣率的選擇一般是信號頻率的8倍以上。如果是通信調(diào)制信號,可以是采用欠采樣的方式采集,這時重點考慮的是板卡的帶寬。
分辨率:有些用戶對分辨的要求不高,比如通信等;有些用戶對分辨率則比較敏感,通??蛇x有8bit,10bit,12bit,14bit,16bit等。
通道數(shù):對于有些陣列應(yīng)用的場合,通道數(shù)是非常關(guān)鍵的一個要素。比如超聲陣列、相控陣雷達、分布式高能物理探測等。當然,此種場合的對同步性要求也非常高。
總線:用戶根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模、經(jīng)費預算等,也需適合選擇合適的總線。比如經(jīng)費試驗室環(huán)境可選擇PCIe、USB總線等,如果是工業(yè)現(xiàn)場、試驗現(xiàn)場,可選擇cPCI、VPX等。
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高速數(shù)據(jù)采集卡動態(tài)
魯科數(shù)據(jù)——專業(yè)高速數(shù)據(jù)采集板卡供應(yīng)商,我們?yōu)槟鷰硪韵滦畔ⅰ?
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。VPX采集存儲系統(tǒng)的主要架構(gòu)一般為:VPX高速采集板,VPXFPGASATA控制板,VPX磁盤板(一般選用SSD固態(tài)硬盤)及VPX機箱平臺等。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的先進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。
同步數(shù)據(jù)采集卡的電能質(zhì)量分析方案
電能質(zhì)量是指通過公用電網(wǎng)供給用戶端的交流電能的質(zhì)量。理想狀態(tài)的公用電網(wǎng)應(yīng)以恒定的頻率、標準正弦波和額定電壓對用戶供電。數(shù)據(jù)采集技術(shù)及超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,處理流程一般包括濾波、采樣、存儲和處理四個環(huán)節(jié)。同時,在三相交流系統(tǒng)中,各相電壓和電流的幅值大小應(yīng)相等、相位對稱且相差120度。但由于系統(tǒng)中的發(fā)電機、變壓器和線路等設(shè)備非線性或不對稱、負荷性質(zhì)多變,加之調(diào)控手段不完善及運行操作、外來干擾和各種故障等原因,這種理想狀態(tài)并不存在。因此,產(chǎn)生了電網(wǎng)運行電力設(shè)備和供用電環(huán)節(jié)中的各種問題,也就產(chǎn)生了電能質(zhì)量的概念。
根據(jù)現(xiàn)象可以定義為:導致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差,其內(nèi)容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、暫時或瞬態(tài)過電壓、波形畸變(諧波)、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續(xù)性等。
對于電能質(zhì)量分析,同步采集是一個首要條件,如果采用異步采集,通道間的采集時間差,會帶來相位、功率等方面的誤差。以三相四線的電能質(zhì)量分析分例,需要分別采集三相的電壓和三相的電流,以及零線電流。那么,就需要7個通道完成數(shù)據(jù)采集工作。
數(shù)據(jù)采集卡的優(yōu)勢
* 基于多種接入總線接口的設(shè)備,適用于客戶的不同需求。
* 功能接口豐富, 為客戶提供了多種測量的解決方法。
* 可提供多種速率的采集卡,更好的適應(yīng)客戶的需求。
* 可提供高分辨率的設(shè)備,可為客戶提供高精度的采集產(chǎn)品。
* 可根據(jù)用戶的實際要求進行小規(guī)模的定制。
* 基于LabVIEW工程測試軟件基礎(chǔ)上開發(fā)的測試軟件,使用方便,靈活,形象,可更好的反應(yīng)測量的結(jié)果。