数据采集系统详解：从模拟信号调理到AD转换

"该文主要讨论了数据采集系统，特别是以AD574A为例的启动转换和读数据时序，以及智能仪器在数据采集中的应用。内容涵盖了数据采集系统的构成，包括传感器、模拟信号调理、A/D转换器及其接口技术，特别是Σ-Δ型ADC的原理，以及数据采集系统设计、误差分析。文章提到了数据采集系统的三种典型结构：集中式采集、分布式采集，并介绍了模拟信号调理的重要性，如信号放大、滤波、零点校正等功能。在传感器的选择上，强调了转换范围、精度和速度的要求。" 在数据采集系统中，AD574A是一种常见的模拟到数字转换器，它的启动转换和读数据时序对于确保数据的准确性和实时性至关重要。启动转换通常涉及一个启动信号，使AD转换器开始一个新的转换周期，而读数据时序则涉及到何时从转换器读取结果，以避免在转换未完成时读取不完整或错误的数据。 数据采集系统的组成包括传感器，它们负责将物理量转换为电信号；模拟信号调理部分，用于优化和预处理传感器输出的信号；数据采集电路，其中包含A/D转换器，将模拟信号转化为数字信号；以及微机系统，用于处理、存储和展示这些数据。 Σ-Δ型ADC是一种高级的A/D转换技术，以其高分辨率和低噪声特性著称。其工作原理基于积分和过采样，能提供卓越的线性度和动态范围，适用于需要高精度数据采集的系统。 在多路模拟输入通道的数据采集系统中，集中式采集和分布式采集各有特点。集中式采集通常通过多路模拟开关和共享的A/D转换器实现多通道数据的分时采集，而分布式采集则每个数据采集站独立进行采样和处理，通过网络进行数据传输，适合大规模、分布式测量场景。 模拟信号调理在数据采集过程中起着至关重要的作用，它能够增强信号质量，消除噪声，提高测量精度。包括前置放大器用于增强弱信号，滤波器用于去除噪声，以及各种校正和补偿措施，确保信号的准确表示。 传感器的选取是系统设计的关键步骤，需要考虑转换范围、精度和带宽等因素，以满足系统整体性能需求。正确选择和使用传感器可以显著提升数据采集系统的性能和可靠性。