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多点同步精确定时数据采集

发布时间:2014/7/5 18:45:14 访问次数:662

   大型测试网络在工程技术与科学研究的各个领域得到越来越多的应用,这LM2670S-ADJ种测试网络的特点一是空间分布可以大到几十km,二是测量点数可以多达上千个。这种测试网络中有很多情况下要求对各测试点同步采样,例如管道泄漏的监测、电网浪涌的测试、地震波、风速的测量等,需要成百上千个测量点在严格同一时间的采样信号。因此,需要深入研究基于虚拟仪器的大型测试网络的同步采样技术。

   单元同步采样

   大型测试网络可以按照空间分布划分为若干测试子网,测试子网又由测试单元组成。测试单元的特点是测试点在10个左右,分布范围在几十m之内。

   基于虚拟仪器的测试单元,硬件一般可以采用计算机和数据采集卡。在一个测试单元内实现各测试点同步采样的基本方法是使用同步数据采集卡。普通数据采集卡的多个通道循环使用同一个A/D转换器,各通道采样必然存在一个时间差。同步数据采集卡每个通道都使用独立的A/D转换器,n个通道全在一个相同的时刻采样,可以保证严格的同步,如图15-1 (a)所示。

       

   但是如果对于采样时间的同步要求不是特别严格,也可以使用“近似同步”采样的方法,来降低测试系统的设备投资。在图15-1 (b)所示的栗样方式中,一个采样周期为AT,而采样时各通道间的扫描时间间隔为At/n。第胛个通道与第1个通道采样会有一个通道扫描周期At的时间差。对于一个频率不是很高的信号,采样率也不会很高,即采样周期AT远大于通道扫描周期At。这时可以认为是一种近似的同步采样。例如,一个普通的500kS/s采样率的数据采集卡,通道间的扫描时间间隔为1/500 000s,即2ns。此时若采样率为5kS/s,采样周期为200ns。通道间最大的采样时间差仅为采样周期的1/100,而且可以通过软件给以适当的校正。

   大型测试网络在工程技术与科学研究的各个领域得到越来越多的应用,这LM2670S-ADJ种测试网络的特点一是空间分布可以大到几十km,二是测量点数可以多达上千个。这种测试网络中有很多情况下要求对各测试点同步采样,例如管道泄漏的监测、电网浪涌的测试、地震波、风速的测量等,需要成百上千个测量点在严格同一时间的采样信号。因此,需要深入研究基于虚拟仪器的大型测试网络的同步采样技术。

   单元同步采样

   大型测试网络可以按照空间分布划分为若干测试子网,测试子网又由测试单元组成。测试单元的特点是测试点在10个左右,分布范围在几十m之内。

   基于虚拟仪器的测试单元,硬件一般可以采用计算机和数据采集卡。在一个测试单元内实现各测试点同步采样的基本方法是使用同步数据采集卡。普通数据采集卡的多个通道循环使用同一个A/D转换器,各通道采样必然存在一个时间差。同步数据采集卡每个通道都使用独立的A/D转换器,n个通道全在一个相同的时刻采样,可以保证严格的同步,如图15-1 (a)所示。

       

   但是如果对于采样时间的同步要求不是特别严格,也可以使用“近似同步”采样的方法,来降低测试系统的设备投资。在图15-1 (b)所示的栗样方式中,一个采样周期为AT,而采样时各通道间的扫描时间间隔为At/n。第胛个通道与第1个通道采样会有一个通道扫描周期At的时间差。对于一个频率不是很高的信号,采样率也不会很高,即采样周期AT远大于通道扫描周期At。这时可以认为是一种近似的同步采样。例如,一个普通的500kS/s采样率的数据采集卡,通道间的扫描时间间隔为1/500 000s,即2ns。此时若采样率为5kS/s,采样周期为200ns。通道间最大的采样时间差仅为采样周期的1/100,而且可以通过软件给以适当的校正。

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