数据采集的基本理论

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”。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。