VC++的高速数据采集系统的软件设计(4)

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2.2.1 计算机(PC)

电脑在数据采集系统中发挥的作用是任何设备都不能比拟的，电脑的配置会直接决定采集系统不间断采集信号的速度。因为本课题选用毫米雷达信号作为采集目标，而雷达信号的带宽正在随着现代科技的进步不断扩展，这就要求我们设计的数据采集系统能够兼容非常搞得采样率以及采样精度。正因为如此很难再通过传统的ISA总线、PCI总线完成此次课题的设计目标。所以我们采用PCI Express总线标准来实现系统要求的高传输速率。庆幸的PCI/PCI-E总线和USB接口是现代的主流电脑配置，这给我完成此次课题减少很大的嫩度。要完成此次课题，还必须要知道的内容是设备和总线能够兼容的数据传输方式。

2.2.2 传感器

传感器被设计用来将外部信号转换成系统内部的电信号，这样系统就可以通过一定的还原方法，间接采集外部信息，比如光、压力、热力等。不同的传感器存在很大的差异，因为他们的完成的功能相异，导致其在生产，保存，工作状态上都大相径庭。

传感器的输入信号时各种直接自然信号，包括物理，化学等。其输出信号时经过转换后的电信号，这中电信号可能依然不能够被数据采集设备所识别。因此有必要在传感器输出口接一个信号调理电路将输出的电信号进一步处理。使得输出信号能够100%被采集设备被识别。有些厂家也会在生产传感器的过程中把调理电路换个说法是辅助电路封装在传感器结构中，这样其输出信号就是有效信号了。

传感器自身的结构直接决定了获取信息的完整性性和准确性，决定传感器的灵敏度、线性度和分辨率是决定其性能功用的三打标准。

灵敏度[7][8]：在稳态状态下传感器的输出量变化对输入量变化的比值定义为传感器的灵敏度。它表征了传感器输出-输入特性曲线的斜率。灵敏度一般不是一个固定值，当灵敏度为一个常数时，表示其输出和输入的关系是严格线性的；大多数情形中输出和输入都是非线性的关系，传感器的灵敏度数值就会变动。传感器的测量精度可以直接由灵敏度表征，两者是正比例关系。

线性度：一般的传感器不具备线性的输出静态特性[7][8]曲线。在实际应用中，需要对特性曲线进行最小二乘法拟合，用拟合的直线近似代替曲线来方便读数和分析数据。这种近似计算的切合度需要用一个指标来衡量，这个指标就是线性度。

分辨率[17]：每个传感器都有一定精度，这个精度就是用分辨率来表征的。即传感器能够识别的最小数据变化量。当被测量的信号变化幅度没有达到传感器的最低分辨率时，该传感器就不能检测到信号的变化。只有被测信号的波动幅度达到传感器的最小检测精度，传感器才会检测到信号变化并输出信号。传感器可其可识别的变化量是与其分辨率高低成反比的，高分辨率对应微变化量，相应的测量结果也越精确。文献综述

2.2.3 信号调理电路

信号调理顾名思义就是用来对信号进行进一步处理的。调理电路的在系统的地方也很明显，就是接在传感器之后链接采集设备。一般来说，从传感器输出的信号在各个方面都有很大差异。如幅值的大小。有的很有可能超出了采集设备能够识别的范围，因此有必要对采集来的信号再一步加工，让他可以有效地传送到采集设备中。

信号的调理有很多种，有时候只需要将其幅值大小进行放大或衰减，有时候必须要转换信号的类型。因为实际采集到的信号信源非常广，根据需要可能会遇到各种各样复杂的情况，而且用于采集信号的设备也不如想象中的健全。有时候同个采集设备要被用来采集不同种类的信号。这无形中就对调理电路提高了要求。不过数据采集卡一般都设计成可编程，这样，就可以减轻调理电路的工作负担。