一种提高测量分辨率和信噪比的方法

在测量精度要求较高的地方(如直流电压测量到小数点后4位;温度的1/100℃变化的测量等),通常采用高分辨率的片外ADC来实现,增加了产品的成本.但采用过采样求均值的方法,既可以不采用片外ADC,又能提高ADC测量的分辨率和信噪比,很好地控制了产品成本,又提高了产品的性能.在对过采样和求均值的理论分析的基础上,得出了“对噪声源的特性为白噪声的信号,每增加一位分辨率可以通过用4倍的过采样频率进行采样来达到,而分辨率每增加一位将使信噪比增加6dB”的结论.     

基于频域采样的大动态混合信号采集方法

针对电磁频谱监测应用下大动态混合信号中,一些在频谱中位置不确知小信号由于ADC采样器件精度有限而无法获得较高量化信噪比采样的问题,提出了两种基于频域采样的信号采集方法,分别为选通型和动态增益控制型,这两种采集方法能够以较高的量化信噪比完成大动态混合信号中小信号的采样,仿真进一步验证了两种方法的有效性.     

过采样方法与提高ADC分辨率的研究

在噪声理论的基础上，论证了过采样方法可以实现使用低分辨率的ADC完成高分辨率的数据采集.并对过采样方法作了理论上的探索.有非常多的因素影响ADC的转换结果，如：热噪声、杂色噪声、电源噪声、参考电压波动、时钟不稳定以及量化误差等.这些噪声的噪声功率是可以变化的，设计中可以通过多种措施来减小噪声，过采样技术会减小量化误差和获得与高分辨率ADC相同的信噪比，以增加被测数据的有效位数，从而提高ADC的分辨率.这要求被测信号中的噪声为白噪声或至少接近白噪声.实验证明，过采样技术能在一定范围内提高ADC的有效位数.     

利用插值法计算发动机瞬时转速

研究了应用测周期法和常规数据采集设备对柴油发动机进行瞬时转速测试．针对采样频率不够高导致瞬时转速测试分辨率过低的问题,提出采用插值的方法,对用较低采样频率采集到的原始信号进行插值处理,以提高采样频率或求得精确过零点,从而显著提高了发动机瞬时转速测试精度．     

电力电容器介质损耗因数在线检测系统的设计

针对目前对电力电容器介质损耗角因数在线检测的精度要求越来越高的现状,设计了基于 AD7656和TMS320F2812的电力电容器介质损耗因数在线检测系统.利用电压互感器和电流传感器采集电力电容器母线电压信号以及泄漏电流信号,将采集到的信号经过信号调理转换成可以被 AD7656接收的信号;利用 AD7656进行模数转换,锁相倍频保证同步采样,TMS320F2812用以控制 AD 转换并利用谐波分析法进行数据处理,计算出介质损耗因数.在电网频率波动以及白噪声影响条件下计算介质损耗因数的相对误差.结果表明,本系统具有较高的可靠性和准确性,能达到介质损耗因数在线检测的精度要求.     

过采样技术在DSP中的应用

在测量精度要求较高的地方通常采用高分辨率的片外ADC来实现,但却增加了产品的成本.而采用过采样方法,既可以不采用片外ADC,又能提高ADC测量的分辨率和信噪比,不仅很好地控制了产品成本,又提高了产品的性能.分析了2种使用过采样率的方法--白噪声法和三角波法,通过分析可以看出,采用这2种方法不仅可以实现利用较廉价的低档次的ADC芯片获得昂贵芯片才能得到的精度指标;而且使用三角渡过采样方法,还可以实现耗费较少的硬件和软件资源.介绍了实现整个采集过程的硬件构成和软件的实现过程.     

利用双口RAM实现的高速数据采集系统

直接与微处理器或微型计算机连接的模－数转换系统对模拟信号的最大采样频率通常都有非常严格的限制．如果在采集数据期间先将采集到的数据暂存到外部ＲＡＭ,稍后再传送给微处理器,则可有效地提高采样频率．本文提出了一种利用高速的双口ＲＡＭ 来实现模－数转换的系统,该系统在１５ ＭＨｚ的采样频率下运行可靠且通用性强．     

一种交流调速的高精度采样系统设计

基于TMS320F2812内部自带ADC模块的优缺点分析,探讨扩展ADS8365的高精度采样系统设计,以求提高整个系统的测量和控制精度,实现数字化变频调速系统中对多路电压、电流、转速等信号的高精度采样.讨论了影响TMS320F2812芯片A/D转换器精度的原因,给出了ADS8365芯片进行电流信号采样的电路设计,并通过仿真和实际电路实验说明了电路设计的有效性.相比于TMS320F2812的单端采样,基于ADS8365的采样电路具有采样精度高、速度快、同步性好、失真小、抗干扰强,同时能够较好的抑制温漂和热噪声等明显优势.将该采样电路应用于本交流调速系统中,不仅可以大大提高系统的采样精度,增加系统的抗干扰性,也便于系统工况的实时分析,进行合理控制及实时保护.     

基于FPGA与STM32的多通道数据采集系统

为了实现对水声信号的采集与存储,并针对声呐系统水下接收系统对多通道、高精度、低功耗、小体积的技术要求,设计了一种基于FPGA和STM32的工作通道数量和采样频率可变的多通道信号采集存储系统。该系统采用8块8通道24 bit高动态范围的Δ-Σ型ADC芯片ADS1278对多路模拟信号进行同步采集. FPGA作为采集时序及逻辑控制,读取并整理ADC芯片数据,写入内部一位大容量FIFO,并根据FIFO在实际应用中的特性增加相应的操作。SMT32单片机通过与FPGA的高速SPI接口,读取FIFO数据并检测数据检验位,最终将数据写入大容量SD卡中。经实验测试,该系统具有稳定可靠、配置方便、低功耗等特点,可以保证多通道数据的串行传输、存储准确无误。最多可同时对64路模拟信号进行实时采集存储,最高采样率20 kHz,系统总功率约为3 W,数据率最高可达100 Mb/s,完全满足水声采集系统的需求。     

基于相关理论的相位差算法的误差研究

为了提高电信号相位差的测量精度,提出了基于双相关算法的相位差测量新方法.对于同一对正弦波信号,利用此方法进行相位差仿真测量,当采样频率、采样精度和噪声源参数发生改变时,测量误差会有所不同.仿真结果表明,信号的采样频率和噪声源对测试结果影响较大,最大相对误差可达到1%,而采样精度对测量结果的影响较小,约0.1%.该算法已应用于某导弹舵机的测试系统中,经过多年使用,测试性能稳定,结果符合要求.     

应用并行多数据采集通道复用技术实现高速实时采样系统

为了实现 2 0 0MHz实时采样系统 ,采用了并行多数据采集通道复用技术 .两个 10 0MHz数据采集通道并行工作 ,两个通道均采用乒乓存储 ,这样系统采样率达到 2 0 0MHz而数据的存储和传输速率只需要 5 0MHz .系统设计中对于并行处理的各个部分给予了精心的时序配合设计 ,并针对高速数据采集的要求采用了ECL门电路以及高速的可编程逻辑器件实现存储器地址计数器以及系统控制电路 ,而且为减小高速电路中的干扰采用了多层板的设计并对系统和输入信号进行了屏蔽处理 .实验证明采样系统性能稳定 ,采样数据符合精度要求 .并行多数据采集通道复用技术既有效地提高了系统的采样率又减轻了数据存储和传输的压力 .系统设计围绕高速数据采集的要求 ,并行处理的各个部分时序配合准确 ,并针对高速电路系统中所遇到的电磁反射和干扰等问题提出了有效的解决办法 .     

基于PXI总线的数据采集模块设计

为了满足组建PXI自动测试系统中对数据采集模块的需求，依据PXI总线规范，采用PCI9030，CPLD，TLC4541，ADC和DSP芯片，研究了PXI总线数据采集模块的结构，设计并实现了PXI总线接口和数据采集功能。实验表明，此模块具有16位分辨率，具有200ksps采样率并且运行稳定。     

现代电能质量监测装置的数据采集系统设计

针对电网三相电压及电流信号的采集与处理,设计了电能质量监测装置的数据采集系统。系统以霍尔传感器和串行A/D转换芯片组成前向采集电路,以数字信号处理器(DSP)组成数据处理电路,以复杂可编程逻辑控制器(CPLD)和锁相环组成硬件同步采样电路并以快速傅立叶变换为主要处理算法。实验表明:系统具有响应速度快、精度高、实时性好的优点。     

海洋物探地震数据采集与记录系统

设计了一种基于CPCI总线、二级分布式海洋地震拖缆数据采集与记录系统,包括水下采集与传输系统、船载记录系统。系统的主要特点是单检波器、道间距为3.125m、24位ADC。系统主要指标动态范围为115dB,谐波畸变为-106dB,系统容量支持单缆1920道、1ms采样间隔,可同时连接4缆。系统经过海试,采集了地震数据,绘出了地震剖面图,各项技术指标达到了要求。     

多通道计算机温度采集系统的研究及应用

针对传统测温方法精度低、数据处理繁琐等缺陷,根据温度场数据采集的要求,研制了采样频率可达40 kHz、采样误差<0.2%、采集时间仅受计算机物理存储空间容量限制,具有W in-dows图形界面的多通道温度场计算机采样系统.系统应用于厚大断面球墨铸铁件凝固温度场的测试,准确记录了长达12 000 s的凝固过程和温度分布,为工艺设计和铸件质量控制提供了依据.     

基于FPGA的高速数据采集控制技术的研究

传统的数据采集一般都是基于CPU控制下的A/D转换及数据存储技术. 由于受到CPU指令执行时序的限制,这种控制模式很难突破1 MHz以上的数据采样速率. 本文介绍一种基于FPGA的高速A/D转换、数据采集、存储控制技术. 数据采集系统采用ALTERA公司的FPGA芯片EP4CE6E22C8N为控制器,产生高速A/D转换器及大容量SDRAM存储器工作所需要的控制时序信号,对采集速率可达100 MHz的高速A/D转换芯片AD9283进行采样控制及快速缓存处理. 整个设计在QuartusⅡ与KeilC-51平台下,运用Verilog语言及C语言描述软件编程,正确实现了AD9283转换的工作时序控制及采样的数据存储处理.     

基于HP54600A的数据采集系统设计

为使HP54600A数字化示波器在Labview软件环境下进行数据采集,设计了该系统。通过GPIB总线对SCPI程控指令和数据信号进行传输,在较宽的频带上采得了较精确的数据,系统具有采样频带宽、扩展性强、运行稳定等优点。这种设计思路降低了科研人员在Labview环境下构造高频数据采集系统的成本。     

基于AD652的高精度数据采集系统

现代控制领域常常需要进行数据采集,在高精度的数据采集系统中,A/D转换是一个十分重要的环节。文章对电压-频率转换进行了理论分析,简要介绍了电压频率转换器件AD652,给出了基于AD652的高精度数据采集系统的原理框图和部分电路图。经实验验证和测试表明,基于AD652的数据采集系统因精度高、稳定性好、抗干扰能力强和应用灵活,具有一定的工程实用价值。     

基于DSP2812的交流信号实时采样系统

提出一种基于TMS320F2812 DSP的交流信号实时采样系统的设计方案。该方案主要由闭环霍尔传感器、信号预处理电路、数字信号处理器DSP2812及误差校准电路组成。给出了硬件电路设计及软件编程方法,并通过软件算法校正了由DSP2812内部ADC模块对采样结果带来的增益误差和失调误差,提高了系统的采样精度。