周期信号,采取周期微差法,可以达到 250GS/s(250GHz)的等效时间采样。例如对于 1 GHz 的方波,
进行周期微差法采样,每个周期的采样只有微小的时差,将若干个周期中的样点集中排列,即可测出方波
上升沿和下降沿的波形。对于单次瞬态信号,这种方法是无效的。
④变速率变分辨率采样。
(2)采集方式的发展
①扫描式采集(Scanning Acquisition):时分制、多通道巡回采集。
②并行式采集(Parallel Acquisition):多个通道同步并行采集,每个通道采用一个独立的 A/D 转换
器,通道采集速率只取决于 A/D 的转换速率,与通道数无关。
③交替采集(Internative Acquisition):一个通道由多个 A/D 转换器交替采集,使每个通道采样
速率等于多个 A/D 的转换速率之和,可以高于单个 A/D 的转换速率。
(3)采集数据的实时分析与处理软件
目前国外的测试仪器或系统生产厂家,在生产硬件的同时,推出其相应的支持软件或软件开发平台,
如为产品开发者提供的软件工具;为系统集成者提供系统应用软件的集成的环境;为终端用户提供编写自
己的用户应用程序的手段。
1.4 本文主要内容和章节安排
本文完成了一种基于 MATLAB 的数据采集系统的方案的设计,实现了在 MATLAB 环境下利用声卡和
MATLAB 数据采集工具箱进行的数据采集与分析。
全文的结构安排如下:
第一章 绪论,说明了研究背景、意义、国内外现状,以及系统的发展现状。
第二章 主要介绍了系统结构特点及性能
第三章 主要介绍了声卡、MATLAB 软件及其工具箱的使用
第四章 主要讨论了系统结构功能设计与实现,以及数据采集与分析的具体过程
第五章 主要对数据采集进行了举例
2 数据采集系统结构特点
2.1 系统组成结构
数据采集系统主要由两部分组成:采集子系统和计算机子系统,即下位机智能数据采集系统和上位机
HMI(Human Machine Interface)系统。采集子系统实现将客观世界被测对象信号采集和转换为能被
计算机处理的数字信号的功能等;计算机子系统实现对采集数据的控制、存储和处理等功能,计算机起着
对采集数据的存储和处理、统计分析、提供人机接口与其他计算机的数据通信和交换的功能。
数据采集系统涉及多学科,所研究的对象是物理或生物等各种非电或电信号。根据各种非电或电信号
的特征,利用相应的归一化技术,将其转换为可真实反映事物特征的电信号后,经 A/D 转换器转换为计
算机可识别的有限长二进制数字编码,以此作为研究自然科学和实现工业实时控制的重要依据,实现对宏
观和微观自然科学的量化认识,典型的数据采集系统组成如图 2-1 所示。
图 2-1 典型数据采集系统的组成
而一般的外置式数据采集系统结构如图 2-2 所示。模拟信号由传感器采得经过信号调理模块送入数据
采集硬件设备。在数据采集设备中完成 A/D 转换,包括采样、量化、编码,转化成数字信号后送入与之
相连的 PC 机中。根据不同的要求,在 PC 机上利用 MATLAB 以及二次编程实现数据的实时分析与处理。
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