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超高速數(shù)據(jù)采集
超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)即采用超高采樣速率對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的系統(tǒng)。采樣率、分辨率為評(píng)價(jià)超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)。超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)兩大模塊,此外,還應(yīng)兼顧后續(xù)數(shù)字信號(hào)處理部分。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(chǔ)和處理四個(gè)環(huán)節(jié)。
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高速數(shù)據(jù)采集處理存儲(chǔ)系統(tǒng)
高速數(shù)據(jù)采集處理存儲(chǔ)系統(tǒng)將目前較先進(jìn)的高速AD(1GS/S、500MS/S、180MS/S、125MS/S),PCI-E總線,大規(guī)模磁盤陣列存儲(chǔ)及現(xiàn)代信號(hào)分析處理技術(shù)融合在一起,用于實(shí)時(shí)采集和記錄復(fù)雜現(xiàn)場環(huán)境中各種調(diào)制形式的中頻或射頻信號(hào)、高重頻雷達(dá)及超聲脈沖信號(hào),將獲取的原始信號(hào)數(shù)據(jù)以高達(dá)1.4GB/s速率直接存儲(chǔ)到磁盤陣列中,另外數(shù)據(jù)可通過8GB/S的高速內(nèi)部總線提交給GUP高的性能處理器,實(shí)現(xiàn)信號(hào)高速實(shí)時(shí)處理及分析.系統(tǒng)的信號(hào)采集處理連續(xù)存儲(chǔ)管理軟件,實(shí)現(xiàn)各類參數(shù)控制,時(shí)域、頻域顯示、時(shí)頻分析,信號(hào)累加平均及各種信號(hào)處理算法、并將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)高速寫入本地磁盤陣列中,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、自動(dòng)分析與管理, 軟件可按不同系統(tǒng)要求定制。
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數(shù)據(jù)采集卡的位數(shù)是不是和采集數(shù)據(jù)多少有關(guān)呢?
ADC的位數(shù)是指垂直分辨率位數(shù),位數(shù)越高,量化誤差越小,測(cè)試動(dòng)態(tài)越大,同時(shí)幅度測(cè)試精度越高。這是高分辨率的優(yōu)勢(shì)。采用14Bit的ADC,采集的每一個(gè)樣點(diǎn)用二進(jìn)制表示將有14位。
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率是指采樣率,每秒鐘采集多少個(gè)樣點(diǎn)。
ADC工作分為兩步:時(shí)間離散和幅度量化,前者對(duì)應(yīng)采樣,量化就是使用多少位數(shù)據(jù)去表示一個(gè)幅值,因?yàn)榱炕g隔不可能無窮小,所以存在量化誤差。
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數(shù)據(jù)采集卡主要類型
在工業(yè)現(xiàn)場,我們會(huì)安裝很多的各種類型的傳感器,如壓力的、溫度的、流量的、聲音的、電參數(shù)的等等,受現(xiàn)場環(huán)境的限制傳感器信號(hào)如壓力傳感器輸出的電壓或者電流信號(hào)不能遠(yuǎn)傳或者因?yàn)閭鞲衅魈嗖季€復(fù)雜,我們就會(huì)選用分布式或者遠(yuǎn)程的采集卡(模塊)在現(xiàn)場把信號(hào)較高的精度地轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,然后通過各種遠(yuǎn)傳通信技術(shù)(如485、232、以太網(wǎng)、各種無線網(wǎng)絡(luò))把數(shù)據(jù)傳到計(jì)算機(jī)或者其他控制器中進(jìn)行處理。這種也算作數(shù)據(jù)采集卡的一種,只是它對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力更強(qiáng),可以應(yīng)對(duì)各種惡劣的工業(yè)環(huán)境。
如果是在比較好的現(xiàn)場或者實(shí)驗(yàn)室,如學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室,就可以使用USB/PCI這種采集卡。和常見的內(nèi)置采集卡不同,外置數(shù)據(jù)采集卡一般采用USB接口和1394接口,因此,外置數(shù)據(jù)采集卡主要指USB采集卡和1394采集卡。
數(shù)據(jù)采集卡,絕大多數(shù)集中在采集模擬量、數(shù)字量、熱電阻、熱電偶,其中熱電阻可以認(rèn)為是非電量(其實(shí)本質(zhì)上還是要用電流驅(qū)動(dòng)來采集)其中模擬量采集卡和數(shù)字量采集卡用得是廣泛的。
市場上新出一種二合一采集卡。二合一,指的是數(shù)字模擬采集卡,AV DV采集卡,數(shù)字、模擬二合一,數(shù)字輸入輸出,模擬接口輸入(DV/AV/S-video)。
雖然說是采集卡,但實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常需要它輸出控制信號(hào)。采集卡廣泛應(yīng)用于安防監(jiān)控、教育課件錄制、大屏拼接、多媒體錄播錄像、會(huì)議錄制、虛擬演播室、虛擬現(xiàn)實(shí)、雷達(dá)圖像信號(hào)、VDR紀(jì)錄儀、CT機(jī)、胃腸機(jī)、工業(yè)檢測(cè)、智能交通、醫(yī)學(xué)影像、工業(yè)監(jiān)控、儀器儀表、機(jī)器視覺等領(lǐng)域。