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DAQ数据采集的原理

   在计算机广泛应用的今天,DAQ数据采集的重要性是非常显著的。它是计算机与外部物理世界之间的桥梁。各种类型的信号采集的难度差别很大。在实际的DAQ数据采集中,噪声也会造成一些麻烦。在收集数据时,有一些基本的原则需要注意,也有更多的实际问题需要解决。

DAQ数据采集

  根据采样定理,低采样频率要是信号频率的两倍。相反,如果给定了一个采样频率,那么能使信号正确显示而不失真的大频率称为奈奎斯特频率,它是采样频率的一半。如果信号包含频率高于奈奎斯特频率的分量,则信号将在直流和奈奎斯特频率之间发生扭曲。采样率过低的结果是,恢复信号的频率看起来与原始信号不同。这种信号失真被称为混叠。别名频率是输入信号频率与采样率的比较近整数倍之差的绝 对值。

 

 

 

   采样的结果是,低于奈奎斯特频率(FS/2=50HZ)的信号可以被正确采样。然而,频率高于50HZ的信号分量在采样时会产生失真。分别生成30、40和10HZ的失真频率F2、F3和F4。混合偏差的计算公式为:混合偏差=ABS(采样频率-输入频率的整数倍)其中ABS代表绝 对值,为了避免这种情况,在获取信号之前,低通滤波器通常会过滤掉奈奎斯特频率以上的信号成分。这种滤波器被称为抗混叠滤波器。

 

DAQ数据采集

   如何设置采样频率。可以先考虑采集卡支持的大频率。然而,长时间使用非常高的采样率可能会导致没有足够的内存或硬盘存储数据太慢。理论上,将采样频率设置为采集信号高频率分量的2倍就足够了。实际工程中使用5~10倍,有时甚至更高,以便更好地恢复波形。

 

   通常,DAQ数据采集之后是适当的信号处理,如FFT。对样本数量还有一个要求。一般情况下,不能提供只有一个信号周期的数据样本。希望有5-10个周期甚至更多的样本。提供的样本总数预计为整个周期的数量。这里还出现了另一个困难。我们不知道,或者不确切地知道收集到的信号的频率。因此,不仅采样率不一定是信号频率的整数倍,而且我们也不能保证提供整个周期数的样本。都是X(N)和时间序列采样频率的离散函数。这是测量和分析的基础。DAQ数据采集卡、DAQ数据采集模块、DAQ数据采集仪等都是数据采集工具。