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高速數據采集器系統組成

來源：高速數據采集系統高速數據采集系統m.yinyue371.com 發布時間：2020年10月16日

高速數據采集系統廣泛應用于軍事、航天、航空、鐵路、機械等諸多行業。區別于中速及低速數據采集系統，高速數據采集系統內部包含高速電路，電路系統1/3以上數字邏輯電路的時鐘頻率>=50MHz；對于并行采樣系統，采樣頻率達到50MHz，并行8bit以上；對于串行采樣系統，采樣頻率達到200MHz，目前廣泛使用的高速數據采集系統采樣頻率一般在200KS/s~100MS/s，分辨率16bit~24bit。
高速數據采集系統一般分為數據采集和數據處理兩部分。
在數據采集時，必須以很高的速度采集數據。在數據處理時并不需要與數據采集同樣高的速率進行。因此，高速數據采集需要有一個數據緩存單元，先將采集的數據有效的存儲，然后根據系統需要進行數據處理。
高速數據采集系統通常由單片機、高速緩存、高速A/D轉換器組成。
單片機
單片機，也稱單片微型計算機。它是把中央處理器（CPU）、隨機存取存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、輸入/輸出端口（I/O）等主要計算機功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機。
高速緩存
高速緩存是關鍵部件，其構成方案有三種：
（1）高速SRAM切換方式。
高速SRAM只有一套數據、地址和控制總線，可通過三態緩沖門分別接到A/D轉換器和DSP上。當A/D采樣時，SRAM由三態門切換到A/D轉換器一側，以使采樣數據寫入其中。當A/D采樣結束后，SRAM再由三態門切換到DSP一側以便DSP進行讀寫。這種方式的優點是SRAM可隨機存取，同時較大容量的高速SRAM容易得到且價格適中，缺點是切換控制電路比較復雜，且只能由A/D轉換器和DSP分時讀寫。
（2）先進先出（FIFO）方式。
FIFO存儲器就象數據管道一樣，數據從管道的一頭流入、從另一頭流出，先進入的數據先流出。FIFO具有兩套數據線而無地址線，可在其一端寫操作而在另一端讀操作，數據在其中順序移動，因而能夠達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。缺點是只能順序讀寫數據，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具有兩套獨立的數據、地址和控制總線，因而可從兩個端口同時讀寫而互不干擾，并可將采樣數據從一個端口寫入而由DSP從另一個端口讀出。雙口RAM也能達到很高的傳輸速度，并且具有隨機存取的優點，缺點是大容量的高速雙口RAM很難得且價格昂貴。
高速A/D轉換器
高速A/D轉換器常采用并行A/D轉換器或并/串行A/D轉換器，由電阻分壓器、比較器、緩沖寄存器和編碼器組成。

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