网络型信号采集单元

❶ 进行高速信号采集时，使用两路AD是什么意思有什么作用

你说的两个AD是常见的正交采样，采得IQ两路正交信号，两路采样的相位是不一样的，可以保证在降低采样速率的前提下可以保留信号复包络的幅度、相位等信息不丢失。

你可以查一下正交采样，或正交双通道，或是I，Q两路这些关键词，看多了，就知道咋回事了。

下边是网上一些基本的知识：
信号是信息的载体，实际的信号总是实的，但在实际应用中采用复信号却可以带来很大好处，由于实信号具有共轭对称的频谱，从信息的角度来看，其负频谱部分是冗余的，将实信号的负频谱部分去掉，只保留正频谱部分的信号，其频谱不存在共轭对称性，所对应的时域信号应为复信号。
通信一般具有载波，早期通信的载波为正弦波，通过调制传输信息，发射和接收的都是实信号，接收后要把调制信号从载波里提取出来，通常的做法是将载频变频到零（通称为零中频）。我们知道，通常的变频相当于将载频下移，早期的调幅接收机将下移到较低的中频，其目的是方便选择信号和放大，然后通过幅度检波（调幅信号的载波只有幅度受调制）得到所需的低频信号，现代通信信号有各种调制方式，为便于处理，需要将频带内的信号的谱结构原封不动的下移到零中频(统称为基带信号)。很显然，将接收到的实信号直接变到零中频是不行的，因为实信号存在共轭对称的双边谱，随着载频的下移，正、负相互接近，到中频小于信号频带一半时，两部分谱就会发生混叠，当中频为零时混叠最严重，使原信号无法恢复，这时应在变频中注意避免正、负谱分量的混叠，正确的获取基带信号。
实际表示复数变量使用实部和虚部两个分量。复信号也一样，必须用实部和虚部两路信号来表示它，两路信号传输会带来麻烦，实际信号的传输总是用实信号，而在信号处理中则用复信号。《通信信号处理》张贤达 国防工业出版社J
对于虚数的难于理解，一定程度上是由于难以想象它究竟是个什么东西，就像4维以上的空间，难以在脑子里建立其形象的影像一样。对于j，这个-1的平方根，容易产生一种直觉的排斥，除了掌握能够解出数学题目的运算规则以外，一般人都不会去琢磨它有没有实际意义，有什么实际意义。在“达芬奇的密码”里，Langdon关于科学家对j的信仰以及教徒对宗教的信仰的类比，是对j之虚无缥缈和其重要性的绝妙诠释。 但是，对于一个搞通信或是信号处理的人来说，由于quadrature signal 的引入，j被赋予了确确实实的物理含义。下面说说我的一知半解。
从数学上说，虚数真正确立其地位是在十八世纪欧拉公式以及高斯复平面概念建立起来之后。欧拉公式告诉我们实数的正弦余弦与任意一个复数的关系；高斯复平面则给出了形象表示复数的方法，并暗示了实部与虚部的正交性。
对于一个时域复数信号，实部和虚部分别代表了正交的信息。就像QPSK的molating signal，这一点不难理解。 另一个时域的重要性质是两个complex exponential 的和，是一个实数余弦。
在考虑复频域的概念之前，先回忆一下傅利叶变换的物理意义：一个任意信号可以分解成谐波相加的形式。对于一个实数周期信号，可以直观的将其分解成多个不同相位的余弦谐波。但是，在傅利叶变换中，基本信号是complex exponential，也就是说，频域信号是在复频域上表现的。对于实数信号，复频域上的共轭对称，保证了所有基本信号的虚部抵消；当然，傅利叶变换是适用于所有复数信号的。
对于复频域，一个频率上的模的平方，表示这个频率分量能量的大小；相位，表示时域上初始相位；正负频率分别表示，在时域复平面内，向两个逆顺时针不同方向转动rotating phasor 所展现的频率。 复数信号处理的好处有：由于对相位的确定，使coherent detection 成为可能；对于数字通信，在基带处理带通信号，可以是有效带宽减少一半，进而对于AD 的采样率要求，FFT的处理能力等都有改善，比如在OFDM系统中transmitter中在基带完成的IFFT block等。 通过一个简单的QPSK系统，可以对以上理论有更深刻的了解。解析信号的实部和虚部是正交的，是希尔伯特变换对，实部就是原信号或者说是实际存在的信号。由此我们可以利用希尔伯特变换得到解析信号。在雷达信号中，对于中频信号需要变换成零中频的复信号，称为视频信号（不一定解析，但是实部和虚部是正交的），有正交变换法，希尔伯特变换法，多相滤波法，插值法等多种方法，可以根据具体要求选取适当的方法。这些方法在雷达原理、软件无线电、通信理论等书籍和文献中都能找到很多。用复信号表示信号，构造解析信号减少一半频带是一个优点；用来表示实信号时，运算简便也是一个很重要的优点。: 对于窄带信号
s(t)=a(t)cos(wt+fai(t))，正交形式为s(t)=si(t)cos(wt)-sq(t)sin(wt)，式中si(t)=a(t)cos(fai(t))，sq(t)=a(t)sin(fai(t)),si(t)称为基带同相分量，sq(t)称为基带正交分量。指数形式和解析信号形式一样的条件是：wt>=wm，式中wm为信号si(t)=a(t)cos(fai(t))的最高频率。满足wt>=wm时信号s(t)的指数形式和解析信号形式都是a(t)exp(j*(wt+fai(t)))。不过在雷达信号中，相干视频信号一般都不是解析信号。
I Q两路信号仍然满足hilbert 的关系，实际中l两路信号满足hilbert变换知识理想的情况，而我们在工程中是很难实现的，因此就采用了I,Q两路的方式来做
就是说正交检波的话，得到I、Q两路信号，刚好 I路就是实部，Q路就是虚部。
在产生雷达信号是，得到两倍的带宽可以降低采样率的，这样就降低了对A/D的要求。
正交检波的接收机把信号的实部虚部都得到，这样就相当于把整个信号得到了，平方求模得幅度，相除反正切求相位，就是这样得。任何信号包括雷达信号实际上都是实信号，复信号是为了分析复解析信号而提出的，也为引入I,Q双通道的概念，因为在雷达系统中，信号的产生通常采用正交调制的方式产生，这可以获得一般调制的2倍带宽。
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问题来源：物理世界中的信号都是实信号，为什么信号处理理论要引入复信号？

探讨：
1、在信号处理中采用复信号表示法主要是为了数学处理的方便，因为若采用实信号表示法，当对信号进行处理时，将会产生大量的“交叉项”，这会给系统的分析带来一定的复杂性，而这个问题通过采用复信号表示法可以得到减轻，而且由于复信号的实部和虚部正好与接收机中的同相支路（I）和正交支路（Q）相对应，所以在系统中采用复信号表示法就是很自然的事。实信号的频谱是双边对称的，也就是说存在着负的频率，但是实际上负频率也是不存在的，而解析的复信号的频谱恰恰就是只有正频率的。
为了得到与某个实信号相对应的复信号，可以通过将实信号的正频率谱加倍，并令负频率谱等于零而得到，而这个过程的实际工程实现是通过希尔伯特变换进行的，这样的复信号是解析的。
有关这个问题的进一步的详细解释可以参考:
Richard L. Mitchell所着的Radar Signal Simulation. Artech House,INC. 1976 或者其中译本：陈训达译. 雷达系统模拟. 北京：国防工业出版社，1982
参考张贤达，保铮的《通信信号处理》

2、从信号与系统的角度，我认为这样理解也不错：

求系统的响应必须要要输入信号与系统进行卷积;
为了简化和便于数值处理，人们就需要寻找一类特殊的基本单元信号，这类特殊的信号有两大特点:（1）,可表达普遍的信号，（2）,此类信号的响应较为简单;
经过寻找，发现指数形式的信号很适合做这类基本单元信号;它的响应是常值与指数的积;并且，此类信号可表示大量的信号;
关键是要把普通的实信号表示成为指数形式，也需要引入虚数的概念（Euler公式）。

3、将实信号通过希尔伯特变换变换成复信号，一方面去掉了原实信号的负频率项，但并不会损失信息，因为正负频率项是对称的。另一方面，这种只保留正频率项的做法有利于消除信号运算中产生的大量“交叉项”。

4、我的理解:

去掉了负频率,使的带宽减倍,因而能够降低采样频率
正如上叙,减少了交叉项
使得时域里有了相位,从而易于定义瞬时频率

5、对于一个实信号，频频是共轭对称的，即负频可以完全有正频确定，是冗余的。对于最高频率为fm的基带信号，如果调制到载波上，则正频率部分的带宽为2fm；而如果对于基带信号构造其解析新后再调制到载波上，则带宽仅为fm，从这个意义上解析信号可以使带宽减半，可以降低带通信号的采样频率。
当然，从另外一个角度讲，实信号变为复信号后，实际上变为了两路信号，比如解析信号（实部为原信号，虚部为正交信号）。所以，对于采样来说，由一路采样变为了两路采样，实际采样率并未减少。
复信号的实现就是通过两个信号通道。复信号相乘，就不止是两个通道各自的运算，而还有交叉耦合相乘。复谐波x=xr+j*xi=cos(wit)+j*sin(wit)=exp(jwit)与复数a+jb的乘法如图所示。
6、一般情况下是两个实系数的数字滤波器，对实部和虚部分别处理。
不过，现在也有复系数滤波器，可以直接对复信号进行滤波处理。现在做的雷达仿真系统脉冲压缩中的匹配滤波采样的就是复系数滤波器，即卷积滤波的输入和系数以及输入都是复数。有时候从复信号流图的角度去考虑问题和处理问题，也能带来很多方便之处，比如在中频直接采样数字混频正交变换中。
推广一下，二元有复信号（两通道，用1,i表示单位），四元有超复信号（四通道，用1,i,j,k表示单位），相应的都有（超）复系数滤波器。感兴趣的可以去查看一些相关的文献。
7、以上论述，讲得很好，仍过于浮浅。事实上，我们引入解析信号，我个人认为，出于以下原因：
可以提高增益3dB，这在通信、雷达等应用中是很大的贡献。
可以利用相位信息。实信号存在相位模糊，而解析信号由于两通道正交，包含有冗余信息，不存在相位模糊现象。
很多先进的接收机采用了正交双通道，实现了相参积累，提高了信噪比。
事实上，利用的信号表示形式越复杂（抽象），包含的冗余信息越多，由此可以得到一些意想不到的结果。我们已经用到了解析信号，可以表示为a＋bi，三维空间a＋bi＋cj，四维空间a＋bi＋cj＋dk（四元数）。
8、本质以下几点:
信号处理的很大一部分内容和空间的基有关,至少在有限维空间内,实数基和复数基之间是一个可逆线性变换,基本属于同构的范畴.
复数简化了一些常见运算,比如,cosx+cos2x...+_cosnx,而这些是证明傅立叶级数的处处收敛等中的常见操作.可以说只要和正弦有关的运算,借助复数这个工具都能更快的得到结果.
复数进入之后,可以使用复变函数中共形,保角等映射知识,使分析系统稳定性和定性等方面的内容可以说是有了本质升华.

❷ 什么是信号采集器

一种具有现场实时数据采集、处理功能的自动化设备。具备实时采集、自动存储、即时显示、即时反馈、自动处理、自动传输功能。为现场数据的真实性、有效性、实时性、可用性提供了保证。

❸ 模拟信号的信号采集

7.1.1 模拟信号采集技术
这里的模拟信号是指电压和电流信号，对模拟信号的处理技术主要包括模拟量的选通、模拟量的放大、信号滤波、电流电压的转换、V/F转换、A/D转换等。
1．模拟通道选通
单片机测控系统有时需要进行多路和多参数的采集和控制，如果每一路都单独采用各自的输入回路，即每一路都采用放大、滤波、采样/保持，A/D等环节，不仅成本比单路成倍增加，而且会导致系统体积庞大，且由于模拟器件、阻容元件参数特性不一致，对系统的校准带来很大困难；并且对于多路巡检如128路信号采集情况，每路单独采用一个回路几乎是不可能的。因此，除特殊情况下采用多路独立的放大、A/D外，通常采用公共的采样/保持及A/D转换电路(有时甚至可将某些放大电路共用)，利用多路模拟开关，可以方便实现共用。
在选择多路模拟开关时，需要考虑以下几点：
（1）通道数量
通道数量对切换开关传输被测信号的精度和切换速度有直接的影响，因为通道数目越多，寄生电容和泄漏电流通常也越大。平常使用的模拟开关，在选通其中一路时，其它各路并没有真正断开，只是处于高阻状态，仍存在漏电流，对导通的信号产生影响；通道越多，漏电流越大，通道间的干扰也越多。
（2）泄漏电流
在设计电路时，泄漏电流越小越好。采集过程中，信号本身就非常微弱，如果信号源内阻很大，泄漏电流对精度的影响会非常大。
（3）切换速度
在选择模拟开关时，要综合考虑每路信号的采样速率、A/D的转换速率，因为它们决定了对模拟开关的切换速度的要求。
（4）开关电阻
理想状态的多路开关其导通电阻为零，而断开电阻为无穷大，而实际的模拟开关无法到这个要求，因此需考虑其开关电阻，尤其当与开关串联的负载为低阻抗时，应选择导通电阻足够低的多路开关。
（5）参数的漂移性及每路电阻的一致性
（6）器件的封装
常用的模拟开关有DIP和SO两种封装，可以根据实际需要选择。
2．信号滤波
从传感器或其它接收设备获得的电信号，由于传输过程中的各种噪声干扰，工作现场的电磁干扰，前段电路本身的影响，往往会有多种频率成分的噪声信号，严重情况下，这种噪声信号甚至会淹没有效输入信号，致使测试无法正常进行。为了减少噪声信号对测控过程的影响，需采取滤波措施，滤除干扰噪声，提高系统的信噪比(S/N)。
过去常用模拟滤波电路实现滤波，模拟滤波的技术较为成熟。模拟滤波可分为有源滤波和无源滤波。设计有源滤波器，首先根据所要求的幅频特性，寻找可实现的有理函数进行逼近设计。常用的逼近函数有：波待瓦兹（Butterworth)函数、切比雪夫(Chebyshev)函数，贝塞尔(Besel)函数等，然后计算电路参数，完成设计。
但是模拟滤波电路复杂，不仅增加了设计成本，而且还增加系统的功耗，降低了系统可靠性。随着电子技术的发展，21世纪很多的场合都应用数字滤波技术。数字滤波技术发展非常迅速，21世纪的手机、PDA等智能设备，大多采用数字滤波技术。它作为软件无线电的一个处理单元，有非常广阔的发展前景。但是，单片机的处理能力有限，只能完成比较简单的数字滤波。
在单片机系统中，首先在设计硬件是对信号采取抗干扰措施，然后在设计软件时，对采集到的数据进行消除干扰的处理，以进一步消除附加在数据中的各式各样的干扰，使采集到的数据能够真实的反映现场的情况。下面介绍的几种工控中常用的数字滤波技术。
（1）死区处理
从工业现场采集到的信号往往会在一定的范围内不断的波动，或者说有频率较高、能量不大的干扰叠加在信号上，这种情况往往出现在应用工控板卡的场合，此时采集到的数据有效值的最后一位不停的波动，难以稳定。这种情况可以采取死区处理，把波动的值进行死区处理，只有当变化超出某值时才认为该值发生了变化。比如编程时可以先对数据除以10，然后取整，去掉波动项。
（2）算术平均值法
公式为YK =(XK1+XK2+XK3+…+XKN)/N，在一个周期内的不同时间点取样，然后求其平均值，这种方法可以有效的消除周期性的干扰。同样，这种方法还可以推广成为连续几个周期进行平均。
（3）中值滤波法
这种方法的原理是将采集到的若干个周期的变量值进行排序，然后取排好顺序的值得中间的值，这种方法可以有效的防止受到突发性脉冲干扰的数据进入。在实际使用时，排序的周期的数量要选择适当，如果选择过小，可能起不到去除干扰的作用，选择的数量过大，会造成采样数据的时延过大，造成系统性能变差。
（4）低通滤波法
公式为YK =Q*XK+(1-Q)*YK-1 截止频率为f=K/2πT。这种滤波方式相当于使采集到的数据通过一次低通滤波器。来自现场的信号往往是4~20mA信号，它的变化一般比较缓慢，而干扰一般带有突发性的特点，变化频率较高，而低通滤波器就可以滤除这种干扰，这就是低通滤波的原理。实际使用时，根据信号的带宽，合理选择Q值。
（5）滑动滤波法
滑动滤波法是由一阶低通滤波法推广而来的。现场信号一般都是平滑的，不会出现突变，如果接收到的信号有突变，那么很可能就是干扰。滑动滤波法就是基于这个原理，把所有的突变都视为干扰，并且通过平滑去掉干扰。应用这种方法，只能处理平滑信号，并且不同的场合，数据处理过程也要做相应调整。滑动滤波法的公式是：Yn=Q1Xn+Q2Xn-1+Q3Xn-2，其中Q1 + Q2+ Q3 =1且Q1 >Q2> Q3。
在实际使用时，常常需要结合多种方法，以其它滤波的效果。比如在中值滤波法中，加入平均值滤波，借以提高滤波的性能。
3．电流电压的转换
电压信号可以经由A/D转换器件转换成数字信号然后采集，但是电流不能直接由A/D 转换器转换。在应用中，先将电流转变成电压信号，然后进行转换。电流/电压转换在工业控制中应用非常广泛。
电流/电压转换最简单的方法是在被测电路中串入精密电阻，通过直接采集电阻两端的电压来获得电流。A/D器件只能转换一定范围的电压信号，所以在电流/电压转换过程中，需要选择合适阻值的精密电阻。如果电流的动态范围较多，还必须在后端加入放大器进行二次处理。经过多次处理，会损失测量的精度。21世纪有很多电流/电压转换芯片，其响应时间、线性度、漂移等指标均很理想，且能适应大范围大电流的测量。
4．电压频率的转换
频率接口有以下特点：
(1)接口简单、占用硬件资源少。频率信号通过任一根I/O口线或作为中断源及计数时钟输入系统。
(2)抗干扰性能好。V/F转换本身是一个积分过程，且用V/F转换器实现A/D转换，就是频率计数过程，相当于在计数时间内对频率信号进行积分，因而有较强的抗干扰能力。另外可采用光电耦合连接V/F转换器与单片机之间的通道，实现隔离。
(3)便于远距离传输。可通过调制进行无线传输或光传输。
由于以上这些特点，V/F转换器适用于一些非快速而需进行远距离信号传输的A/D转换过程。利用V/F变换，还可以减化电路、降低成本、提高性价比。
5．A/D转换
A/D转换是指将模拟输入信号转换成N位二进制数字输出信号的过程。伴随半导体技术、数字信号处理技术及通信技术的飞速发展，A/D转换器2000年也呈现高速发展的趋势。人类数字化的浪潮推动了A/D转换器不断变革，2014年，在通信产品、消费类产品、工业医疗仪器乃至军工产品中无一不显现A/D转换器的影，可以说，A/D转换器已经成为人类实现数字化的先锋。自1973年第一只集成A/D转换器问世至今，A/D、D/A转换器在加工工艺、精度、采样速率上都有长足发展，2014年的A/D转换器的精度可达26位，采样速度可达1GSPS，今后的A/D转换器将向超高速、超高精度、集成化、单片化发展。不管怎么发展，A/D转换的原理和作用都是不变的。在下一节，将着重讨论A/D转换技术。
7.1.2 A/D转换技术
21世纪的软件无线电、数字图像采集都需要有高速的A/D采样保证有效性和精度，一般的测控系统也希望在精度上有所突破，人类数字化的浪潮推动了A/D转换器不断变革，而A/D转换器是人类实现数字化的先锋。A/D转换器发展了30多年，经历了多次的技术革新，从并行、逐次逼近型、积分型ADC，到21世纪来新发展起来的∑-Δ型和流水线型ADC，它们各有其优缺点，能满足不同的应用场合的使用。
逐次逼近型、积分型、压频变换型等，主要应用于中速或较低速、中等精度的数据采集和智能仪器中。分级型和流水线型ADC主要应用于高速情况下的瞬态信号处理、快速波形存储与记录、高速数据采集、视频信号量化及高速数字通讯技术等领域。此外，采用脉动型和折叠型等结构的高速ADC，可应用于广播卫星中的基带解调等方面。∑-Δ型ADC主应用于高精度数据采集特别是数字音响系统、多媒体、地震勘探仪器、声纳等电子测量领域。下面对各种类型的ADC作简要介绍。
1．逐次逼近型
逐次逼近型ADC是应用非常广泛的模/数转换方法，它包括1个比较器、1个数模转换器、1个逐次逼近寄存器（SAR）和1个逻辑控制单元。它是将采样输入信号与已知电压不断进行比较，1个时钟周期完成1位转换，N位转换需要N个时钟周期，转换完成，输出二进制数。这一类型ADC的分辨率和采样速率是相互矛盾的，分辨率低时采样速率较高，要提高分辨率，采样速率就会受到限制。
优点：分辨率低于12位时，价格较低，采样速率可达1MSPS；与其它ADC相比，功耗相当低。
缺点：在高于14位分辨率情况下，价格较高；传感器产生的信号在进行模/数转换之前需要进行调理，包括增益级和滤波，这样会明显增加成本。
2．积分型ADC
积分型ADC又称为双斜率或多斜率ADC，它的应用也比较广泛。它由1个带有输入切换开关的模拟积分器、1个比较器和1个计数单元构成，通过两次积分将输入的模拟电压转换成与其平均值成正比的时间间隔。与此同时，在此时间间隔内利用计数器对时钟脉冲进行计数，从而实现A/D转换。
积分型ADC两次积分的时间都是利用同一个时钟发生器和计数器来确定，因此所得到的D表达式与时钟频率无关，其转换精度只取决于参考电压VR。此外，由于输入端采用了积分器，所以对交流噪声的干扰有很强的抑制能力。能够抑制高频噪声和固定的低频干扰（如50Hz或60Hz），适合在嘈杂的工业环境中使用。这类ADC主要应用于低速、精密测量等领域，如数字电压表。
优点：分辨率高，可达22位；功耗低、成本低。
缺点：转换速率低，转换速率在12位时为100～300SPS。
3．并行比较A/D转换器
并行比较ADC主要特点是速度快，它是所有的A/D转换器中速度最快的，现代发展的高速ADC大多采用这种结构，采样速率能达到1GSPS以上。但受到功率和体积的限制，并行比较ADC的分辨率难以做的很高。
这种结构的ADC所有位的转换同时完成，其转换时间主取决于比较器的开关速度、编码器的传输时间延迟等。增加输出代码对转换时间的影响较小，但随着分辨率的提高，需要高密度的模拟设计以实现转换所必需的数量很大的精密分压电阻和比较器电路。输出数字增加一位，精密电阻数量就要增加一倍，比较器也近似增加一倍。
并行比较ADC的分辨率受管芯尺寸、输入电容、功率等限制。结果重复的并联比较器如果精度不匹配，还会造成静态误差，如会使输入失调电压增大。同时，这一类型的ADC由于比较器的亚稳压、编码气泡，还会产生离散的、不精确的输出，即所谓的“火花码”。
优点：模/数转换速度最高。
缺点：分辨率不高，功耗大，成本高。
4．压频变换型ADC
压频变换型ADC是间接型ADC，它先将输入模拟信号的电压转换成频率与其成正比的脉冲信号，然后在固定的时间间隔内对此脉冲信号进行计数，计数结果即为正比于输入模拟电压信号的数字量。从理论上讲，这种ADC的分辨率可以无限增加，只要采用时间长到满足输出频率分辨率要求的累积脉冲个数的宽度即可。
优点：精度高、价格较低、功耗较低。
缺点：类似于积分型ADC，其转换速率受到限制，12位时为100～300SPS。
5．∑-Δ型ADC
∑-Δ转换器又称为过采样转换器，它采用增量编码方式即根据前一量值与后一量值的差值的大小来进行量化编码。∑-Δ型ADC包括模拟∑-Δ调制器和数字抽取滤波器。∑-Δ调制器主要完成信号抽样及增量编码，它给数字抽取滤波器提供增量编码即∑-Δ码；数字抽取滤波器完成对∑-Δ码的抽取滤波，把增量编码转换成高分辨率的线性脉冲编码调制的数字信号。因此抽取滤波器实际上相当于一个码型变换器。
优点：分辨率较高，高达24位；转换速率高，高于积分型和压频变换型ADC；价格低；内部利用高倍频过采样技术，实现了数字滤波，降低了对传感器信号进行滤波的要求。
缺点：高速∑-△型ADC的价格较高；在转换速率相同的条件下，比积分型和逐次逼近型ADC的功耗高。
6．流水线型ADC
流水线结构ADC，又称为子区式ADC，它是一种高效和强大的模数转换器。它能够提供高速、高分辨率的模数转换，并且具有令人满意的低功率消耗和很小的芯片尺寸；经过合理的设计，还可以提供优异的动态特性。
流水线型ADC由若干级级联电路组成，每一级包括一个采样/保持放大器、一个低分辨率的ADC和DAC以及一个求和电路，其中求和电路还包括可提供增益的级间放大器。快速精确的n位转换器分成两段以上的子区（流水线）来完成。首级电路的采样/保持器对输入信号取样后先由一个m位分辨率粗A/D转换器对输入进行量化，接着用一个至少n位精度的乘积型数模转换器（MDAC）产生一个对应于量化结果的模/拟电平并送至求和电路，求和电路从输入信号中扣除此模拟电平。并将差值精确放大某一固定增益后关交下一级电路处理。经过各级这样的处理后，最后由一个较高精度的K位细A/D转换器对残余信号进行转换。将上述各级粗、细A/D的输出组合起来即构成高精度的n位输出。
优点：有良好的线性和低失调；可以同时对多个采样进行处理，有较高的信号处理速度，典型的为Tconv<100ns；低功率；高精度；高分辨率；可以简化电路。
缺点：基准电路和偏置结构过于复杂；输入信号需要经过特殊处理，以便穿过数级电路造成流水延迟；对锁存定时的要求严格；对电路工艺要求很高，电路板上设计得不合理会影响增益的线性、失调及其它参数。
，这种新型的ADC结构主要应用于对THD和SFDR及其它频域特性要求较高的通讯系统，对噪声、带宽和瞬态相应速度等时域特性要求较高的CCD成像系统，对时域和频域参数都要求较高的数据采集系统。
7.1.3 A/D转换器件选型指南
A/D转换器的品种繁多，性能各异，A/D转换器的选择直接影响系统的性能。在确定设计方案后，首先需要明确A/D转换的需要的指标要求，包括数据精度、采样速率、信号范围等等。
1．确定A/D转换器的位数
在选择A/D器件之前，需要明确设计所要达到的精度。精度是反映转换器的实际输出接近理想输出的精确程度的物理量。在转化过程中，由于存在量化误差和系统误差，精度会有所损失。其中量化误差对于精度的影响是可计算的，它主要决定于A/D转换器件的位数。A/D转换器件的位数可以用分辨率来表示。一般把8位以下的A/D转换器称为低分辨率ADC，9~12位称为中分辨率ADC，13位以上为高分辨率。A/D器件的位数越高，分辨率越高，量化误差越小，能达到的精度越高。理论上可以通过增加A/D器件的位数，无止境提高系统的精度。但事实并非如此，由于A/D前端的电路也会有误差，它也同样制约着系统的精度。
比如，用A/D采集传感器提供的信号，传感器的精度会制约A/D采样的精度，经A/D采集后信号的精度不可能超过传感器输出信号的精度。设计时应当综合考虑系统需要的精度以及前端信号的精度。
2．选择A/D转换器的转换速率
在不同的应用场合，对转换速率的要求是不同的，在相同的场合，精度要求不同，采样速率也会不同。采样速率主要由采样定理决定。确定了应用场合，就可以根据采集信号对象的特性，利用采样定理计算采样速率。如果采用数字滤波技术，还必须进行过采样，提高采样速率。
3．判断是否需要采样/保持器
采样/保持器主要用于稳定信号量，实现平顶抽样。对于高频信号的采集，采样/保持器是非常必要的。如果采集直流或者低频信号，可以不需要采样保持器。
4．选择合适的量程
模拟信号的动态范围较大，有时还有可能出现负电压。在选择时，待测信号的动态范围最好在A/D器件的量程范围内。以减少额外的硬件付出。
5．选择合适的线形度
在A/D采集过程中，线形度越高越好。但是线形度越高，器件的价格也越高。当然，也可以通过软件补偿来减少非线性的影响。所以在设计时要综合考虑精度、价格、软件实现难度等因素。
6．选择A/D器件的输出接口
A/D器件接口的种类很多，有并行总线接口的，有SPI、I2C、1-Wire等串行总线接口的。它们在原理和精度上相同，但是控制方法和接口电路会有很大差异。在接口上的选择，主要决定于系统要求、已经开发者对于各种接口的熟练程度。
7.1.4 数字逻辑信号的采集
通常需要采集的数字逻辑信号包括频率信号、逻辑编码信号。频率信号典型的应用包括测量电压，提供时间基准等。逻辑编码信号是个很广泛的概念，2014年有的传感器是数字型的，它输出的不是电流或电压，而直接是编码的逻辑信号，如温度传感器DS1820、各种时钟芯片、GPS OEM模块等。逻辑编码信号的采集主要考虑物力接口和通信协议。在有些书本中，也将其归类为通信技术。
模拟信号（英语：analog signal）是指在时域上数学形式为连续函数的信号。与模拟信号对应的是数字信号，后者采取分立的逻辑值，而前者可以取得连续值。模拟信号的概念常常在涉及电的领域中被使用，不过经典力学、气动力学（pneumatic）、水力学等学科有时也会使用模拟信号的概念。

❹ 简述信号采集单元A/D转换电路的主要特点

电路的主要特点就是说他的线路比较多，然后的话比较智能比较方便

❺ 高频红外碳硫分析仪的信号采集单元

科果HCS-500型高频红外碳硫分析仪在红外吸收信号的数字采样单元部分，采用了行业通用的高稳定可靠的24bitΔΣ的CS54XX系列芯片作为数字采样的核心芯片，该芯片可以实现高达16K/s的采样频率，数据采样快速高效。该芯片内部自带ΔΣ计算单元，数字比较滤波器和高通滤波器，可以有效地过滤采样过程中的杂质信号。
在采样芯片的外围电路设计上我们独家采用了高精度的电压基准芯片提供给采样用的比较电压，完全改善了以往设计中由于线形电源纹波变化导致的采样数据的个体漂移。
在对采样芯片的控制和数据读取上我们摒弃了以往产品通过普通的8051单片机软件程序控制的方式,采用了现在电路设计最流行的大规模FPGA芯片设计技术和快速光藕隔离技术，我们设计了对采样芯片的硬件处理过程的算法，从而可以实现对采样芯片的高速采集和高速控制。并且这种设计使得对采集芯片的控制完全不需要占用CPU的处理时间，彻底解决了以往设计中由于CPU采集数据处理不及时带来的数据缺失和与PC软件通信过程异常中断(USB中断)的相关问题。

❻ 你好，传感器信号采集方式都有哪几种拜求！

传感器输出信号形式可以分为三种，包括增量码信号、绝对码信号以及开关信号。
目前，比较常用的传感器信号采集的方式包括有线采集和无线采集等两种方式。有线的有RS485，RS232,以太网等，无线的包括wifi ,2.4g,433mhz,490mhz和运营商网络GPRS。基于XL.SN智能传感网络的无线传感器数据采集传输系统，可以实现对温度，压力，气体，温湿度，液位，流量，光照，降雨量，振动，转速等数据参数的实时采集，无线传输，无线监控与预警。在实际应用中，无线传感器数据采集传输系统常见的包括深圳信立科技农业物联网智能大棚环境监控系统，智慧养殖环境监控系统，智慧管网管沟监控系统，仓储馆藏环境监控系统，机房实验室环境监控系统，危险品仓库环境监控系统，大气环境监控系统，智能制造运行过程监控系统，能源管理系统，电力监控系统等。

❼ 数据采集器是否需要网络信号

数据采集器有wifi的 蓝牙的 GPRS的 等等
看你做什么用了 也可以不用网络信号，可以先将采集的数据保存下来，到有网络的地方再上传，这要根据你的需求来制定

❽ 信号采集要经过哪四步

采样、保持、量化、编码。在某些特定的时刻对这种模拟信号进行测量叫做采样。把一个采样输出信号数字化，需要将采样输出所得的瞬时模拟信号保持一段时间叫保持。量化是将连续幅度的抽样信号转换成离散时间、离散幅度的数字信号。编码是将量化后的信号编码成二进制代码输出。

❾ 无线数据采集器是什么

无线数据采集，是具备无线功能设备进行数据采集的一部分，因此叫做无线数据采集，而具备无线功能的设备就被叫做无线数据采集器。无线数据采集器又叫做，手持机，工业PDA，PDA手持终端。
为什么这么说?
相对于传统的手工采集设备，无线数据采集器更先进，因为它可以直接通过无线网络和PC、服务器进行实时数据通讯。无线式数据采集器通讯数据实时性强，效率高。
它包括两部分核心功能：无线数据传输功能与数据采集功能。
无线数据传输的网络通常为Zigbee，Wifi，GPRS，3G，4G等;一般综合成本比较低，性能更稳定。只需一次性投资，无需挖沟深埋管，特别适合室外距离较远及已装修好的场合。
采集的内容通常为传感器常见的输出信号，如：±10V的电压信号，或4~20mA电流信号，或常见的调理电路(PT100，热电偶，电桥等调理电路)。
无线采集器的这两部分的功能结合在一起，实现现场数据的采集并无线传输，可以摆脱线缆的束缚，有安装周期短，维护方便，扩容能力强，迅速收回成本的优点。
无线数据采集器其工作原理:
通过GPRS无线网络将用户设备数据传输到上网的主机上，实现数据远程透明数据传输。它内嵌了GPRS单元，集成了下CPAP协议，全透明传输，永远在线，自动重连。可以直接与各种需要远程无线通信的用户设备通过串口连接，如智能仪器、仪表，PLC, DCS，数据终端、R丁U，触摸屏、工控机等设备，同时能与组态软件、人机界面、触摸屏、测控终端等工控产品实现自由协议、MODBUS协议的组态，可应用于电力监测、油田监测、远程抄表、路灯监控、环境监控、气象监测、水利监测、热网监测等众多领域。
无线数据采集器数据采集精准，并且抗干扰性非常强，它的出现有效的解决了工业现场的数据采集问题。是一个非常伟大的发明。

❿ 网络采集器 是干什么用的主要功能是什么

网络数采系统(NetDAQ-Network Data Acquisition)是一种新型的数据采集系统。它将多个高精度或高速度的数据采集单元用计算机网络连成一个系统。利用一台计算机完成系统的全部控制和数据处理。而网络上的其它计算机可实现数据的共享，即实现数据的观察。对于实现计算机管理的现代化系统，网络数据采集系统提供了极大的方便。

1.数据采集单元

网络数采系统由1～20台数据采集单元2640A/2645A所构成。每个采集单元具有和262XA系列便携式数据采集器相同的功能(20路模拟输入,8个数字I/O参见前面的262XA部分)。除此之外，264XA系列具有更快的速度和更高的精度。

2640A为高精度数采单元，具有18bit分辨率，0.01%的直流电压测量精度，0.3℃的温度测量精度(热偶)。最高输入电压可达300V。扫描速度为6～100通道/秒。

2645A为高速度数采单元，输入具有16bit分辨率，0.02%的直流电压测量精度，0.5℃的温度测量精度(热偶)。最高输入电压为50V。扫描速度为48～1000通道/秒。

2.网络连接结构

整个数据采集系统由1～20台采集单元构成(最大400个通道)。可以使用双绞线或同轴线将采集单元连接起来。系统使用以太网协议进行通讯。如果采用同轴线，可以构成级连结构。如果采用双绞线，利用集线器(Hub)可以构成星型的连接方式。

数据采集系统可以单独构成一个系统，可以和计算机网络接在一起，也可以将采集单元分布地置于网络的不同地点。

用一台计算机就可实现对整个数采系统的控制，同时网络上的其它计算机也可观察测量的结果(数据共享)。网络数据采集系统可在各种网络操作系统下运行，例如TCP/IP,Novell,Banyan Vines, Windows NT,Windows for Workgroup,Windows95。

强劲的数据采集软件

运行于Windows环境的数据采集软件NetDAQ Logger具有极强的功能。通过软件可很容易地实现仪器的设置，数据的记录，仪器的触发。该软件还可以使您获得10个计算通道。它可对模拟输入通道立即进行加，减，乘，除，对数，开方，积分，取平均等运算。这样，您就可直接获得所需的最终结果而不必再进行事后的处理。

功能丰富的曲线绘制软件(TrendLink)

曲线绘制软件是一个功能很强的绘图软件，它可以和Hydra Logger以及NetDAQ Logger配合使用完成高级的曲线绘制功能。它不仅可以实时地绘出输入信号的曲线，还可以对以前存储的数据进行绘图分析。一个屏幕上显示的时间间隔可以随意放大或压缩。将鼠标器在曲线的任意位置一点，每条曲线的测量数值和测量时间就可立即显示出来。

开发工具包(Developer's ToolBox)

福禄克公司为网络数据采集系统提供了一个开发工具箱。用户可以用它在Visual Basic,C,C+ +上开发自己的程序控制采集系统，做到：

● 建立用户的控制界面
● 实时处理数据
● 访问控制采集单元的I/O口，RS232口等。