第六節(jié)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的誤差分析

1、為了正確選擇、 使用各種集成電路，合理的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，應(yīng)了解系統(tǒng)中各部分的誤差來(lái)源 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的誤差主要包括： 模擬電路誤差 采樣誤差 轉(zhuǎn)換誤差2采樣誤差采樣頻率必須大于信號(hào)最高有效頻率的兩倍 為了避免輸入信號(hào)中雜散頻率分量的影響：1在采樣處理之前，用截止頻率為最高有效頻率的低通濾波器，進(jìn)行濾波。2提高采樣頻率的方法消除混疊誤差。 采樣是個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程 系統(tǒng)通過(guò)速率的倒數(shù)為吞吐時(shí)間 為了消除系統(tǒng)在轉(zhuǎn)換過(guò)程的動(dòng)態(tài)誤差，模擬開(kāi)關(guān)對(duì)n路信號(hào)順序進(jìn)行等速切換時(shí)，采樣周期至少為n倍的吞吐時(shí)間。3使用重疊采樣方式，在A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)輸出的同時(shí)，切換模擬開(kāi)關(guān)采集下一路信號(hào)，可提高每個(gè)通道的吞吐率。

2、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)選擇器件時(shí)：必須使器件的速度指標(biāo)滿足系統(tǒng)通過(guò)率的要求；模擬開(kāi)關(guān)、采樣/保持器和A/D轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)參數(shù)必須滿足系統(tǒng)的吞吐時(shí)間。4模擬電路的誤差1模擬開(kāi)關(guān)導(dǎo)通電阻的誤差：模擬開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通電阻越大信號(hào)在開(kāi)關(guān)上的壓降越大誤差越大導(dǎo)通電阻的平坦度面表明導(dǎo)通電阻的起伏，導(dǎo)通電阻的變化會(huì)使放大器或采樣/保持器的輸入信號(hào)波動(dòng)，引起誤差。2多路模擬開(kāi)關(guān)泄露電流引起的誤差當(dāng)某一路接通時(shí)，其余各路均斷開(kāi)，他們的泄露電流都經(jīng)過(guò)到通的開(kāi)關(guān)和這一路的信號(hào)源流入地。3采樣保持器衰減率引起的誤差在保持階段，保持電容的漏電流會(huì)使保持電壓不斷衰減。54放大器的誤差放大器是系統(tǒng)的主要誤差源之一A/D轉(zhuǎn)換器的誤差A(yù)/D

3、轉(zhuǎn)換器的靜態(tài)誤差1量化誤差2失調(diào)誤差3增益誤差4非線性誤差 6A/D轉(zhuǎn)換器的速度對(duì)誤差的影響A/D轉(zhuǎn)換器速度用轉(zhuǎn)換時(shí)間表示。選用A/D轉(zhuǎn)換器時(shí)必須考慮到轉(zhuǎn)換時(shí)間滿足系統(tǒng)通過(guò)率的要求。A/D轉(zhuǎn)換器分為：高速 快速 低速 7采集數(shù)據(jù)系統(tǒng)誤差計(jì)算 誤差項(xiàng)在五項(xiàng)以上，按均方根形式綜合 誤差項(xiàng)在五項(xiàng)以下，按絕對(duì)值和的方式綜合8數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的誤差分配舉例1方案選擇設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，一般先給定一些特征條件，根據(jù)條件，初步確定通道的結(jié)構(gòu)方案和選擇元器件。2誤差分配根據(jù)通道的總精度要求，給各個(gè)環(huán)節(jié)分配誤差，以便選擇元器件。通常傳感器和信號(hào)放大電路所占誤差比例最大3初選元器件與誤差估算選擇元器件精度的一般規(guī)則：每一個(gè)元器件的精度指標(biāo)應(yīng)優(yōu)于系統(tǒng)的某一最嚴(yán)規(guī)格的性能的10倍左右。94初步選定各個(gè)元器件之后，還要根據(jù)各個(gè)元器件的技術(shù)特性和元器件之間的相互關(guān)系核算