超高速数据采集系统研究

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1、华中科技大学硕士学位论文超高速数据采集系统研究姓名：黄颋挺申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：王少荣20070206摘　　要　随着现代电气实验室、软件无线电、通信、图像采集等领域中数字处理技术的发展，对信号采集的速度及精度提出了越来越高的要求。但限于ADC速度的限制，一般只能采用低速ADC，通过特定方法，对高速信号进行采样。例如等价采样技术，简单地说就是在周期信号的一个或多个周期中只进行一次采样，利用周期信号的重复性，每次采样比上次偏移一个相位，从而采集整个波形。但该方法只适用于周期信号的采集。我们要研究的是可以采集各种信号波形的实时

2、超高速采集方法。时间交替采样系统利用M片采样速率为fs/M的ADC进行前端并行逐次采样，后端拼接的技术使整个采集系统的等效采样率达到fs。但这种结构会引入通道失配误差，不加以校正会严重影响整个ADC系统的性能，且校正的实现有一定难度。在超高速数据采集系统中，还是应尽量使用单片ADC构成数据采集系统。本文从结构上可分为五部分：先对A/D芯片与数据采集板的现状和发展趋势进行全面分析；再研究非均匀采样数据的校正算法，并针对两片A/D交替采样的情况，提出了误差测量与校正算法；然后提出用两片A/D芯片并行分时采样，采样速率达400MSPS、分辨率为13bit的

3、数据采集系统设计方案，另外还提出了用单片超高速A/D芯片实现采样速率达800MSPS、分辨率为8bit的数据采集系统设计方案；最后介绍超高速数据采集系统装配中的问题与心得。关键词：超高速数据采集；高速A/D转换器；多路分时采样；多路存储；海量存储IＡｂｓｔｒａｃｔ　Withthedevelopmentofmodernelectricallaboratory,communicationandimageacquisition,higherandhigheracquisitionspeedandprecisionarerecommended.Butthes

4、peedofADCisconstrainingthedevelopmentofacquisitionsystem.UsuallyweusesomemethodwithlowspeedADCtosatisfythehighspeedrequiment.Forexample,theequivelentsamplingtechnologhsampledonlyonceinoneorseveralcycletimes,andusetherepeatabilityofcyclesignaltoreformthewholewave.Butthatmethodis

5、onlysuitableforcyclesignal.Myaimistofindahighspeedacquisitonmethodwhichissuitableforallkindsofsignals.ThetimeinterleavedADCsystemworksas:MparallelADCsworkwithasamplingfrequencyfs/Mandthesystemoutputaremultiplexedtogether.Thisgivesanoverallsamplingfrequencyfs.Thedrawbackwiththis

6、structureisthechannelmismatcherrorswilloccurinthesystem.Thesemismatcherrorswilldegradethesystemperformanceiftheyareuncorrected,andthecorrectionisacomplexwork.It’srecommendedtouseonepieceofADCinultrahigh-speeddataacquisitionsystem.Theworkofthispaperisintroducedasfollow:First,ana

7、lysingtheactualityandfutureofA/Dchipanddataacquisitionsystem;Second,researchingtherevisearithmeticofnon-uniformdataacquisitionbasedontwochannelparallelA/D;Third,introducingasystemusingtwopiecesofA/Dsamplingtime-sharing,thenofferinganotheroneusingonepieceofultrahigh-speedA/D;Fin

8、al,explainingthekeypointsofsetupofultrahigh-speeddataa