虛擬儀器軟件的結(jié)構(gòu)框架

這是我最近看的一本書，前面倒是還行，后面居完全是軟件了，不知道在說什么，直接打死。

LabVIEW的文章里有提到NI（美國(guó)國(guó)家儀器）公司的DAQ數(shù)據(jù)采集卡，沒錯(cuò)，下面的圖就是NI的一款便攜式USB DAQ采集卡，價(jià)格在2000+，但它的主控芯片卻是前面提到的增強(qiáng)型51內(nèi)核的MCU C8051F320！

51核帶個(gè)USB外設(shè)

大概就是這樣

這個(gè)是上面使用的ADC

還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)論文

上面論文的一個(gè)測(cè)量結(jié)構(gòu)，隨便了

激勵(lì) 。信號(hào)調(diào)理也能夠?yàn)槟承?a href="http://ttokpm.com/v/tag/117/" target="_blank">傳感器提供所需的激勵(lì)信號(hào) ， 比如應(yīng)變傳感器 、 熱敏電阻等需要外界電源或電流激勵(lì)信號(hào) 。很多信號(hào)調(diào)理模塊都提供電流源和電壓源 ， 以便給傳感器提供激勵(lì) 。

表示典型的信號(hào)調(diào)理器與數(shù)據(jù)采集器原理框圖 。圖中振蕩器提供時(shí)鐘信號(hào) ；調(diào)理模塊包括量程變換電路 、 濾波器 、 放大器等 。其中量程變換電路的作用是避免放大器飽和選擇不同的測(cè)量范圍 ；濾波器是將濾除干擾信號(hào)和不滿足采樣條件的信號(hào) ， 提取代表被測(cè)物理量的有效信號(hào) ；放大器將待采集的信號(hào)放大 （ 或衰減 ） 至采樣環(huán)節(jié)的量程范圍內(nèi) ， 通常 ，放大器的增益是可調(diào)或具有多種不同增益倍數(shù) ， 用戶可根據(jù)輸入信號(hào)幅值的不同 ， 選擇最佳的增益倍數(shù) ；采樣 / 保持器在時(shí)鐘信號(hào)的作用下 ， 鎖存某一瞬時(shí)的電壓值并保持信號(hào)幅值不變直到下一個(gè)時(shí)鐘信號(hào) 。采樣 / 保持器主要用于多通道采集時(shí)各通道保持同步或相位差比較小 ；多路開關(guān)將各路被測(cè)信號(hào)輪流切換到信號(hào)調(diào)量和數(shù)據(jù)采據(jù)模塊 ， 實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的采集 ；A / D 轉(zhuǎn)換器將輸入的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量輸出 ， 并完成信號(hào)幅值的量化 。目前 ， 市場(chǎng)上有很多 A / D 轉(zhuǎn)換芯片中集成了多路采樣 / 保持器 。

RTD傳感器，你看為什么需要激勵(lì)，因?yàn)榧恿穗妷海娮枭厦娌懦霈F(xiàn)了要計(jì)算的東西

都需要高精度的電壓激勵(lì)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖

放大器用來放大和緩沖輸入信號(hào) 。由于傳感器輸出的信號(hào)較小 ， 例如常用的熱電偶輸出變化往往在幾毫伏到幾十毫伏之間 ， 電阻應(yīng)變片輸出電壓變化只在幾個(gè)毫伏之間 ， 人體生物電信號(hào)僅是微伏量級(jí) 。因此 ， 輸入信號(hào)需要加以放大 ， 以滿足大多數(shù) A / D 轉(zhuǎn)換器的滿量程輸入的要求 。此外 ， 某些傳感器內(nèi)阻比較大 ， 輸出功率較小 ， 這樣放大器還起到了阻抗變換器的作用來緩沖輸入信號(hào) 。由于各類傳感器輸出信號(hào)的情況各不相同 ， 所以放大器的種類也很繁雜 。

例如 ， 為了減少輸入信號(hào)的共模分量 ， 就產(chǎn)生了各種差分放大器 、 儀器放大器和隔離放大器 ；為了使不同數(shù)量級(jí)的輸入電壓都具有最佳變換 ， 就有量程可以變換的程控放大器 ；為了減少放大器輸出的漂移 ， 則有斬波穩(wěn)零和激光修正的精密放大器 。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中 ， 往往要對(duì)多個(gè)物理量進(jìn)行采集 ， 即所謂多路巡回檢測(cè) ， 這可通過多路模擬開關(guān)來實(shí)現(xiàn) 。多路模擬開關(guān)可以分時(shí)選通來自多個(gè)輸入通道的某一信號(hào) ， 因此 ， 在多路模擬開關(guān)后的單元電路 ， 如采樣 / 保持電路 、 A / D 及處理器電路等 ， 只需一套即可 。這樣 ， 節(jié)省成本和體積 ， 但僅在物理量變化比較緩慢 、 變化周期在數(shù)十至數(shù)百毫秒之間的情況下較合適 。因?yàn)檫@時(shí)可以使用普通的數(shù)十微秒 A / D 轉(zhuǎn)換器從容地分時(shí)處理這些信號(hào) 。但當(dāng)分時(shí)通道較多時(shí) ， 必須注意泄漏及邏輯安排等問題 。當(dāng)信號(hào)頻率較高時(shí) ， 使用多路模擬開關(guān)后 ， 對(duì) A / D 的轉(zhuǎn)換速率要求也隨之上升 。采樣速率超過 40 ～ 50kHz 時(shí) ， 一般不再使用分時(shí)的多路模擬開關(guān)技術(shù) 。多路模擬開關(guān)有時(shí)也可以安排在放大器之前 ， 但當(dāng)輸入的信號(hào)電平較低時(shí) ， 需注意選擇多路模擬開關(guān)的類型 。若選用集成電路的模擬多路開關(guān) ， 比干簧或繼電器組成的多路開關(guān)導(dǎo)通電阻大 ， 泄漏電流大 ， 因而有較大的誤差產(chǎn)生 。

信號(hào)如果為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) ， 則采用固定放大倍數(shù)放大器 ， 然而 ， 由于采集系統(tǒng)適用面廣 ， 大多是支持多路模擬通道 ， 各通道之間電壓范圍可能有較大差異 ， 一般對(duì)各通道采用不同的放大倍數(shù) ， 通道切換同時(shí)改變放大器的放大倍數(shù) 。

A / D 轉(zhuǎn)換器完成一次轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間 ， 在這段時(shí)間里 ， 希望 A / D 轉(zhuǎn)換器的輸入端電壓保持不變 ， 可以由采樣 / 保持單元完成 。采樣 / 保持單元的加入 ， 提高了采集系統(tǒng)的有效采集頻率 。

審核編輯：湯梓紅