突破瓶颈：多片ADC并行采样在高精度压力数据采集中的应用

本文主要探讨了压力传感器在高精度数据采集系统中的关键应用，尤其是在现代宽带和超宽带雷达技术以及软件无线电技术快速发展的背景下，数据采集系统对于速度和精度的需求日益增强。传统的单片ADC芯片往往难以同时满足高速和高精度的要求，因此多片ADC并行交替采样技术作为一种解决方案被广泛应用。这种技术通过前端的M片ADC并行采样，然后在后端进行数据融合，理论上可以显著提升采集系统的整体速度。 然而，采用并行方式时，一个挑战是通道间的失配误差，包括时间误差、增益误差和偏置误差。这些误差会直接影响到采集系统的性能稳定性。文章中提到的通用高精度压力数据采集系统，采用了摩托罗拉公司的MPX2100半导体压力传感器，该传感器能将压力转换为毫伏级的差模电压信号，其线性度高，输出电压与压力成正比，且具备温度补偿功能，减少了因温度变化导致的漂移问题，从而提高了测量的准确性。 系统设计中，硬件部分包括压力传感器、信号调理电路、模数转换模块、单片机、液晶显示模块和串行接口等。压力信号首先经过传感器和放大调理电路，然后通过模数转换器转化为数字信号。在单片机内，这些信号经过标定、运算和零点补偿等步骤进行处理，确保数据的精度。最后，系统通过液晶显示屏实时显示压力读数，便于用户查看，同时支持通过串行接口传输至上位机，实现人机交互。 此外，文中还提及了现场可编程门阵列（PLD）技术的应用，这有助于简化硬件电路设计，降低成本并提高系统的灵活性。本文详细介绍了如何利用高性能的压力传感器和先进的信号处理技术来构建一个具有高精度和良好人机交互特性的数据采集系统，这对于工业控制、环境监测等领域具有重要的实践价值。