超高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)發(fā)展趨勢

除了屬于通用儀器的超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以外，對于其它超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)而言，基于標(biāo)準(zhǔn)總線、具有海量數(shù)據(jù)存儲深度、高速信號處理性能和超高速A/D所組成的超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)今發(fā)展趨勢。在設(shè)計和選用系統(tǒng)時，就要有這四方面的考慮，即不但要考慮超高速數(shù)據(jù)采集部分，還要考慮其標(biāo)準(zhǔn)總線接口、數(shù)據(jù)存儲深度和處理器的性能，因為系統(tǒng)的整體性能已不單是超高速數(shù)據(jù)采集部分的性能，標(biāo)準(zhǔn)總線接口、數(shù)據(jù)存儲深度和DSP也已成為評價系統(tǒng)整體性能的重要指標(biāo)。對于不同應(yīng)用領(lǐng)域或不同的應(yīng)用環(huán)境和要求，系統(tǒng)的這四個組成部分會有所區(qū)別。

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超高速數(shù)據(jù)采集發(fā)展?fàn)顩r

超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)即采用超高采樣速率對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的系統(tǒng)。超高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)也廣泛應(yīng)用在雷達(dá)、通信、聲納、遙感、地質(zhì)勘探、振動工程、無損檢測、智能儀器、語音處理、光時間域反射測量、物質(zhì)光譜學(xué)與光譜測量、生物醫(yī)學(xué)工程等多個領(lǐng)域。隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展,超高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)也得到了長足的發(fā)展。數(shù)字存儲示波器是典型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。隨著其采樣率的不斷提高,它已成為高速或超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。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zuigao采樣率也已達(dá)到10GS/s。另外，邏輯分析儀、頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀等也屬于超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)范疇。

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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，測試動態(tài)越大，同時幅度測試精度越高。這是高分辨率的優(yōu)勢。采用14Bit的ADC，采集的每一個樣點用二進(jìn)制表示將有14位。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率是指采樣率，每秒鐘采集多少個樣點。

ADC工作分為兩步：時間離散和幅度量化，前者對應(yīng)采樣，量化就是使用多少位數(shù)據(jù)去表示一個幅值，因為量化間隔不可能無窮小，所以存在量化誤差。

　數(shù)據(jù)采集卡主要類型　

在工業(yè)現(xiàn)場，我們會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如壓力傳感器輸出的電壓或者電流信號不能遠(yuǎn)傳或者因為傳感器太多布線復(fù)雜，我們就會選用分布式或者遠(yuǎn)程的采集卡（模塊）在現(xiàn)場把信號較高的精度地轉(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)傳到計算機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，只是它對環(huán)境的適應(yīng)能力更強，可以應(yīng)對各種惡劣的工業(yè)環(huán)境。

如果是在比較好的現(xiàn)場或者實驗室，如學(xué)校的實驗室，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（其實本質(zhì)上還是要用電流驅(qū)動來采集）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，但實際應(yīng)用中經(jīng)常需要它輸出控制信號。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、會議錄制、虛擬演播室、虛擬現(xiàn)實、雷達(dá)圖像信號、VDR紀(jì)錄儀、CT機、胃腸機、工業(yè)檢測、智能交通、醫(yī)學(xué)影像、工業(yè)監(jiān)控、儀器儀表、機器視覺等領(lǐng)域。