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超高速数据采集结构设计

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数据采集技术已广泛应用于通信、图像采集、雷达、***器械等技术领域。随着这些领域的发展，数据采集系统的速度和精度也需相应提高。这就对系统设计方案选择、电路结构和系统调试提出了很高的要求。（4）分辨率：采样数据较低位所代表的模拟量的值，常有12位、14位、16位等。超高速数据采集系统的结构设计主要是设计A/D转换和数据存储两大模块，此外，还应兼顾后续数字信号处理部分。在A/D转换模块中，可以采用单片A/D的结构，也可以采用多片A/D并行的结构；而多片A/D并行又包括时间并行和幅度并行两种方式。多片A/D并行可以降低对单个A/D芯片的性能要求，但系统会由于各路之间时钟延长时间不等和各路之间增益不等，产生偏移误差。这些误差必须通过合理的算法进行校正，增加了设备量和控制的复杂性。在超高速应用场合，如果现有芯片的速度与精度能满足要求，一般采用单片A/D变换结构。另外，超高速采集系统对PCB板的设计提出很高的要求。如果数字逻辑电路的频率达到或者超过45～50MHz，而且工作在这个频率之上的电路已经占到整个电子系统一定的分量（比如1/3），就称为高速电路。通常约定如果线传播延长时间大于1/2数字信号驱动端的上升时间，则认为此类信号是高速信号并产生传输线效应。在超高速系统中，传输线效应非常严重，需要采用很多方法来保证数据的完整性。

数据采集卡的通道数

通道数指可同时采集模拟量的个数，例如在温度场实验中，我们需要检测6个不同物理位置的温度，这时就需要在6个不同位置安装温度传感器，每一个传感器都会输出自己位置的温度信号，数据采集卡就至少需要6个AD转换器，来满足系统检测的要求。

绝大多数数据采集卡上只有一个AD转换器，通过使用模拟开关来分时采集不同通道的数据，从而得到多通道的数据采集卡。

采集卡的抗干扰问题

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高速数据采集卡可能引进噪音，主要包括来自周围电子器件的随机干扰、与激光器发射相关的电磁干扰和本底基线偏移。本底基线指激光雷达系统的暗背景测量基线，理想情形它是一条水平直线。做为商用级的采集存储供应商，一般会基于不同应用场景提供了不同的数据采集存储方案。可是在实际系统中经常观察到起点偏移，我们称本底基线偏移。这种偏移很小，但是它不稳定，它与真实的信号重叠在一起成为测量误差。为了能探测到污染分子的存在，必须很大的提高系统灵敏度，通常要把激光测量重复几千次甚至几万次以提高信噪比。同时必须尽量的减小各种干扰，包括这种基线偏移。

实验证明，减小外触发信号可以减小本底基线偏移；说明基线偏移的一个重要来源是外触发电压。选型的关键还是看您高速数据采集卡做什么用，避免不要盲目选择数据采集卡。其产生的原因可能是板卡设计上的缺陷，外触发信号的一部分经过分布电容耦合到了信号输入端。基线偏移的另一个重要来源是激光高压放电脉冲干扰，它很不稳定，与接线情况，地线好坏，板卡设计，温度湿度等都有关系。