采用SoC實現數據采集系統(tǒng)
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數據采集系統(tǒng)的部分應用實例包括：天氣監(jiān)測以及對地震儀、壓力、溫度和風力風向的記錄等。將這些信息饋送到計算機，用于預測雨水以及地震和破壞性強風等自然現象及災害。DAS在醫(yī)療領域的應用包括可跟蹤心電圖（ECG）或腦電圖（EEG）信號等的患者監(jiān)護系統(tǒng)。
典型的DAS系統(tǒng)包含如下組件：
●傳感器：將真實世界現象轉換成等效的電氣模擬信號
● 信號調節(jié)電路：將來自傳感器的信號改變?yōu)榭蓤?zhí)行數字化的形式
● 模數轉換器：將已調節(jié)的模擬信號轉換為數字表示形式
● 存儲與轉發(fā)存儲器：用于存儲在后期將被轉發(fā)至另一系統(tǒng)的數字信號流
● 通信接口：將數字流傳輸至其它系統(tǒng)的經由通道
● 微處理器系統(tǒng)或微控制器：排序并控制所有其它組件
圖1顯示了基本數據采集系統(tǒng)的方框圖。這些內部模塊的詳細內容將在下一章節(jié)中進行闡述。
圖1：從單個傳感器獲取數據的數據采集系統(tǒng)。
數據采集系統(tǒng)的子系統(tǒng)
a) 傳感器：
如前所述，數據采集系統(tǒng)能夠跟蹤溫度、壓力、濕度、流速等物理參數。由于在電子域中處理非常靈活，因而需要使用適當的傳感器將這些參數轉換成電阻、電流或電壓變化等可測量的電氣量。例如，熱敏電阻、電阻式溫度檢測器（RTD）等傳感器會隨著溫度的變化而相應改變其阻值，而應變計等壓力傳感器則會根據所施加的壓力相應改變阻值。這些均可通過惠斯通電橋（wheatstones bridge）[1]轉換成電氣量（例如電壓）。
表1列出了一些在DAQ中監(jiān)控的通用物理參數以及所使用的適當的傳感器。
表1：常用的電子傳感器。
b) 隔離：
信號采集應用在處理超高電壓信號時會造成系統(tǒng)毀損。強烈推薦使用變壓器對高電壓進行降壓轉換，也可使用光隔離等其它保護電路[2]。
c) 信號調節(jié)：
盡管傳感器在對所監(jiān)控的信號進行電氣解讀方面具有非常寶貴的價值，但是其可用的電信號幅值水平卻非常低，通常僅為可計量信號的1/10^6或1/10^3。
除了電氣信號測量值的問題以外，一些不相干的外部干擾也會被傳感器拾取并加大噪聲。如果事先知道這些信號的頻率范圍，就可以設計適合的濾波器來清除噪聲。對于特定位置的溫度監(jiān)控等應用而言，溫度不會隨著時間的推移發(fā)生顯著變化，例如大部分都是變化緩慢且頻率低。因此，在將輸入信號提供給高增益放大器之前有必要先將其饋送到低通濾波器（LPF）進行濾波。
數據采集系統(tǒng)通常會同步跟蹤并行環(huán)境中的眾多信號，并使用單獨的傳感器測量每一種數量值。如圖1所示，如果每種參數都采用單獨的數據采集系統(tǒng)進行測量，那么總體系統(tǒng)就會變得非常龐大。此外，由于測量到的信號量變化非常緩慢，因此無需對這些信號進行持續(xù)監(jiān)控，這樣我們就可以利用統(tǒng)一的通道多路復用不同的已調節(jié)信號輸出，以實現進一步處理，如圖2所示。
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