高速数据采集存储分类
1、基于PCIe总线计算机采集存储系统:
这种系统一般采用PCIe高速数据采集卡做为高速AD转换的入口,高频模拟电信号经高速数据采集卡转换成数字信号后经PCIeX8总线,将数字信号传送至计算机。它的系统的中心是一款仔细挑选的性能的基础计算机,它可以配备有8或 16个驱动器托架和6个PCIe插槽的超微4U塔式机, 并拥有2.4 GHz四核处理器,板载图形处理器,8 GBRAM,专门用于系统安装的256 GB固态硬盘,Windows7操作系统等配置。机箱上自带的865W电源采用风扇静音冷却配置。幅度分辨率不足数字转换器使用模拟到数字转换器(adc)将模拟信号的样本转换成数字值。
2,VPX架构的SATA采集存储系统:
对于恶劣环境及外场等应用场合,桌面计算机形态的系统相对不太适合。而基于vpx的总线的高速采集存储系统可以规避普通计算机的一些不足,特别是抗震性方面的局限。vpx先天的优势,如高密度接插件,欧卡规格,牢固安装的高可靠导轨等,为在振动等场合(如机载,车载)提供了合适的选择。外部触发digitizerNETBOX有两个***的外部TTL触发输入连接器,其中一个可作为触发输出交替。
VPX采集存储系统的主要架构一般为:VPX高速采集板,VPX FPGA SATA控制板,VPX 磁盘板(一般选用SSD固态硬盘)及VPX机箱平台等。
3,嵌入式采集存储系统
某些应用场合除了对于采集存储系统要求坚固,可靠,小巧外,他对计算机的依赖比较低。那么一种嵌入式的采集记录仪器也应运而生。它采用自定义的总线结构,FPGA SATA控制与存储单元集成在一起,而外部信号接口采用fmc的方式做为灵活适配的部件,如用于雷达采集的AD转换板,用于图像采集的mameralink板,用于光纤采集的光纤采集板等。如果是通信调制信号,可以是采用欠采样的方式采集,这时***考虑的是板卡的带宽。
如何选择数据采集卡?
择数据采集卡3个基本指标就:是通道数、采样率和分辨率。
选型的关键还是看您用数据采集卡做什么用,千万不要盲目选择数据采集卡。因为不同的数据采集卡用的地方不同,首先你要确定你的用途,知道用处了才能更好的选型。用途确定后,查找相应匹配的数据采集卡,查看其参数是否适合你的需求,把不同型号的采集卡作对比,这样才可以挑选出更适合你的。如果采样率满足或超过采样定理的规则,则可以重建信号而不丢失任何信息。
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数据采集的基本理论
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采样过程为了对模拟信号用数字方法处理,应先将模拟信号数字化,即进行模/数(A/D)转换。模/数转换过程,包括三个内容:一是采样,二是量化,三是编码。一个模拟信号首先经过预采样滤波器,对信号进行调理,然后由采样器在每个采样时刻读出一个数据;再由模数转换器(ADC)量化为二进制数码,数据之后保存到存储器用于数字信号处理。模/数转换器模/数转换器是整个数据采集系统的核心,它的性能直接限制系统的性能。要使设计的系统能满足工作条件,首先要选对模/数转换器。因此,有必要去了解模/数转换器的发展状况。采样方式常见的采样方式可分为“实时采样”和“等效时间采样”两大类。“实时采样”是在信号存在期间对其采样。按照采样定理,采样速率必须高于信号中较高频率分量的 2 倍;对于周期性正弦信号,一个周期内应该至少有两个采样点。“实时采样”除了通常使用的定时采样外,还常常使用“等点采样”,即“变步长采样”。其中高速数据采集卡作为采集记录系统的一部分,其采集精度的准确度直接关系到之后数据的准确,在整个系统中起到非常关键的作用。这种采样方法不论被测信号频率为多少,一个信号周期内均匀采样的点数总共为 N 个。
什么是数据采集卡呢?
简单说,高速数据采集卡就是完成传感器电压模拟信号转换成数字信号,并把数字信号传输至计算机的电路板卡。
在不同的领域,高速数据采集卡的界定有所不同,比如在机械振动领域,1MS/s采样率可以算做高速数据采集范畴;而在雷达信号处理领域,1GS/s或可归为高速数据采集范畴。一般而言,10MS/s往上的采样率可称做高速数据采集卡。
目前业内板卡形态的高速数据采集卡,较高的采样频率,有7GS/s、8GGS/s、10GS/s或12.5GS/s等。
典型的高速数据采集卡一般由以下几大部分组成:AFE/FEA、AD、FPGA、时钟、DDR内存、总线接口等要素。