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基于ARM9的高速数据采集系统的实现

本文摘要:1章节在科研、生产和人们的日常生活中,模拟量的测量和掌控是很少见的。为了对温度、压力、流量、速度、偏移等物理量展开测量和掌控,通过传感器把上述物理量转换成能仿真物理量的电信号,即仿真电信号,将仿真电信号经过处置并转换成计算机能辨识的数字量,送到计算机,这就是数据采集。 数据采集的主要问题是收集速度和精度。收集速度主要与取样频率、A/D切换速度等因素有关,收集精度主要与A/D转换器的位数有关。 高速数据采集系统的设计必须解决问题系统在速度、精度、数据存储等方面的对立。

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1章节在科研、生产和人们的日常生活中,模拟量的测量和掌控是很少见的。为了对温度、压力、流量、速度、偏移等物理量展开测量和掌控,通过传感器把上述物理量转换成能仿真物理量的电信号,即仿真电信号,将仿真电信号经过处置并转换成计算机能辨识的数字量,送到计算机,这就是数据采集。

数据采集的主要问题是收集速度和精度。收集速度主要与取样频率、A/D切换速度等因素有关,收集精度主要与A/D转换器的位数有关。

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高速数据采集系统的设计必须解决问题系统在速度、精度、数据存储等方面的对立。2数据采集系统的结构本文讲解的数据采集系统使用Samsung公司的S3C2410微处理器。数据采集系统按照功能可分成以下几个部分:模拟信号调理电路,模数转换器,数据采集和存储,时钟电路和系统时序及逻辑电路,如图1右图。图1数据采集系统结构图3数据采集系统关键技术分析3.1系统时钟电路设计时钟信号的稳定性要求了采样系统的性能。

振幅噪声和相位抖动是体现时钟稳定性的的两个主要指标。其中振幅噪声叙述时钟信号的频谱纯度,相位抖动直接影响时钟的过零点。一般来说高速的AD采样系统使用三种时钟源:锁相环、晶振、仿真混频器。由于锁相环一旦丧失基准频率,输入频率不会马上跳跃返振荡器本身的频率,此外当展开频率调整的时候,输入频率不会产生晃动,频差越大,晃动不会越大,有利与高速AD采样系统。

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仿真混频器速度慢,只合适在低频的条件下工作。因此,在高速电路的设计中,一般自由选择高频晶振作为时钟源。在高速AD采样系统中,采样时钟的稳定性与信噪比的性能密切相关。

任何时钟信号噪声及时钟信号相位抖动都会影响采样系统的精度,时钟信号相位抖动对模数转换信噪比(SNR)的影响,可通过公式计算出来:其中:fs为取样时钟频率,N为模数转换器位数,△clk为时钟信号相位抖动量。3.2模数转换器的自由选择ADC的自由选择除了要考虑到数据输入电平,接口方式,掌控时序,参照源,比特率等因素外,最重要的是根据设计市场需求计算出来动态指标:信噪比,比特率,满度范围等,从而可以获得ADC的位数、最低时钟频率、仿真输出范围等参数,既可选择所必须的ADC。


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