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高速數(shù)據(jù)采集器系統(tǒng)組成

來源：高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)m.dujiagaoyao.net 發(fā)布時(shí)間：2020年10月16日

高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于軍事、航天、航空、鐵路、機(jī)械等諸多行業(yè)。區(qū)別于中速及低速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi)部包含高速電路，電路系統(tǒng)1/3以上數(shù)字邏輯電路的時(shí)鐘頻率>=50MHz；對于并行采樣系統(tǒng)，采樣頻率達(dá)到50MHz，并行8bit以上；對于串行采樣系統(tǒng)，采樣頻率達(dá)到200MHz，目前廣泛使用的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采樣頻率一般在200KS/s~100MS/s，分辨率16bit~24bit。
高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般分為數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理兩部分。
在數(shù)據(jù)采集時(shí)，必須以很高的速度采集數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)處理時(shí)并不需要與數(shù)據(jù)采集同樣高的速率進(jìn)行。因此，高速數(shù)據(jù)采集需要有一個(gè)數(shù)據(jù)緩存單元，先將采集的數(shù)據(jù)有效的存儲，然后根據(jù)系統(tǒng)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通常由單片機(jī)、高速緩存、高速A/D轉(zhuǎn)換器組成。
單片機(jī)
單片機(jī)，也稱單片微型計(jì)算機(jī)。它是把中央處理器（CPU）、隨機(jī)存取存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、輸入/輸出端口（I/O）等主要計(jì)算機(jī)功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。
高速緩存
高速緩存是關(guān)鍵部件，其構(gòu)成方案有三種：
（1）高速SRAM切換方式。
高速SRAM只有一套數(shù)據(jù)、地址和控制總線，可通過三態(tài)緩沖門分別接到A/D轉(zhuǎn)換器和DSP上。當(dāng)A/D采樣時(shí)，SRAM由三態(tài)門切換到A/D轉(zhuǎn)換器一側(cè)，以使采樣數(shù)據(jù)寫入其中。當(dāng)A/D采樣結(jié)束后，SRAM再由三態(tài)門切換到DSP一側(cè)以便DSP進(jìn)行讀寫。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是SRAM可隨機(jī)存取，同時(shí)較大容量的高速SRAM容易得到且價(jià)格適中，缺點(diǎn)是切換控制電路比較復(fù)雜，且只能由A/D轉(zhuǎn)換器和DSP分時(shí)讀寫。
（2）先進(jìn)先出（FIFO）方式。
FIFO存儲器就象數(shù)據(jù)管道一樣，數(shù)據(jù)從管道的一頭流入、從另一頭流出，先進(jìn)入的數(shù)據(jù)先流出。FIFO具有兩套數(shù)據(jù)線而無地址線，可在其一端寫操作而在另一端讀操作，數(shù)據(jù)在其中順序移動，因而能夠達(dá)到很高的傳輸速度和效率，且由于省去了地址線而有利于PCB板布線。缺點(diǎn)是只能順序讀寫數(shù)據(jù)，因而顯得比較呆板，而且大容量的高速FIFO非常昂貴；
（3）雙口RAM。
雙口RAM具有兩套獨(dú)立的數(shù)據(jù)、地址和控制總線，因而可從兩個(gè)端口同時(shí)讀寫而互不干擾，并可將采樣數(shù)據(jù)從一個(gè)端口寫入而由DSP從另一個(gè)端口讀出。雙口RAM也能達(dá)到很高的傳輸速度，并且具有隨機(jī)存取的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是大容量的高速雙口RAM很難得且價(jià)格昂貴。
高速A/D轉(zhuǎn)換器
高速A/D轉(zhuǎn)換器常采用并行A/D轉(zhuǎn)換器或并/串行A/D轉(zhuǎn)換器，由電阻分壓器、比較器、緩沖寄存器和編碼器組成。

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