虛擬儀器DAQ采集

1、第第8章數(shù)據(jù)采集章數(shù)據(jù)采集學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo) 8.1 概述概述 數(shù)據(jù)采集與儀器控制是數(shù)據(jù)采集與儀器控制是LabVIEW最具競爭力的核心技最具競爭力的核心技術(shù)之一。術(shù)之一。 NI公司提供了種類豐富的硬件設(shè)備以滿足不同的測量與公司提供了種類豐富的硬件設(shè)備以滿足不同的測量與控制需求，其中包括數(shù)據(jù)采集控制需求，其中包括數(shù)據(jù)采集(DAQ)硬件、實時測量與控制、硬件、實時測量與控制、PXI與與Compact PCI、信號調(diào)理、開關(guān)、分布式、信號調(diào)理、開關(guān)、分布式I/O、機器視、機器視覺、運動控制、覺、運動控制、GPIB、串口和儀器控制、聲音與振動測量分、串口和儀器控制、聲音與振動測量分析、析、PAC(可編程

2、自動化控制器可編程自動化控制器)、VXI和和VME等各種設(shè)備。應(yīng)等各種設(shè)備。應(yīng)用遍布電子、機械、通信、汽車制造、生物、醫(yī)藥、化工、用遍布電子、機械、通信、汽車制造、生物、醫(yī)藥、化工、科研和教育等各個行業(yè)領(lǐng)域。科研和教育等各個行業(yè)領(lǐng)域。 通過豐富的驅(qū)動程序，通過豐富的驅(qū)動程序，LabVIEW能輕松實現(xiàn)與任何能輕松實現(xiàn)與任何NI提提供的硬件設(shè)備通訊。不僅如此，通過通用的驅(qū)動程序或接口，供的硬件設(shè)備通訊。不僅如此，通過通用的驅(qū)動程序或接口，例如例如VISA、IVI、OPC、ActiveX和和DLL等，等，LabVIEW幾乎能幾乎能與任何廠商甚至自制的硬件通訊。與任何廠商甚至自制的硬件通訊。 LabV

3、IEW的數(shù)據(jù)采集（的數(shù)據(jù)采集（Data Acquisition）程序庫包括了許多）程序庫包括了許多NI公司數(shù)據(jù)公司數(shù)據(jù)采集（采集（DAQ）卡的驅(qū)動控制程序。通常，一）卡的驅(qū)動控制程序。通常，一塊卡可以完成多種功能塊卡可以完成多種功能 - 模模/數(shù)轉(zhuǎn)換，數(shù)數(shù)轉(zhuǎn)換，數(shù)/模轉(zhuǎn)模轉(zhuǎn)換，數(shù)字量輸入換，數(shù)字量輸入/輸出，以及計數(shù)器輸出，以及計數(shù)器/定時器操定時器操作等。用戶在使用之前必須對作等。用戶在使用之前必須對DAQ卡的硬件卡的硬件進(jìn)行配置。這些控制程序用到了許多低層的進(jìn)行配置。這些控制程序用到了許多低層的DAQ驅(qū)動程序。驅(qū)動程序。 DAQ系統(tǒng)的基本任務(wù)是物理信號的系統(tǒng)的基本任務(wù)是物理信號的產(chǎn)生或測量

4、。但是要使計算機系統(tǒng)能夠產(chǎn)生或測量。但是要使計算機系統(tǒng)能夠測量物理信號，必須要使用傳感器把物測量物理信號，必須要使用傳感器把物理信號轉(zhuǎn)換成電信號（電壓或者電流信理信號轉(zhuǎn)換成電信號（電壓或者電流信號）。有時不能把被測信號直接連接到號）。有時不能把被測信號直接連接到DAQ卡，而必須使用信號調(diào)理輔助電路，卡，而必須使用信號調(diào)理輔助電路，先將信號進(jìn)行一定的處理。總之，數(shù)據(jù)先將信號進(jìn)行一定的處理?？傊瑪?shù)據(jù)采集是借助軟件來控制整個采集是借助軟件來控制整個DAQ系統(tǒng)系統(tǒng) 包括采集原始數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、給出結(jié)包括采集原始數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、給出結(jié)果等。果等。 數(shù)據(jù)采集（數(shù)據(jù)采集（Data AcQuisition，

5、DAQ）是指從傳感器和其它待測設(shè)備等模擬或數(shù)字被是指從傳感器和其它待測設(shè)備等模擬或數(shù)字被測單元中自動采集信息的過程。測單元中自動采集信息的過程。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是結(jié)合基于計算機的測量軟數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是結(jié)合基于計算機的測量軟硬件產(chǎn)品來實現(xiàn)靈活的、用戶自定義的測量系硬件產(chǎn)品來實現(xiàn)靈活的、用戶自定義的測量系統(tǒng)。統(tǒng)。 一個完整的一個完整的DAQ系統(tǒng)包括傳感器或變換系統(tǒng)包括傳感器或變換器、信號調(diào)理設(shè)備、數(shù)據(jù)采集和分析硬件、計器、信號調(diào)理設(shè)備、數(shù)據(jù)采集和分析硬件、計算機、驅(qū)動程序和應(yīng)用軟件等。算機、驅(qū)動程序和應(yīng)用軟件等。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)成緩沖緩沖: 緩沖指的是緩沖指的是PC內(nèi)存的一個區(qū)域內(nèi)存

6、的一個區(qū)域（不是數(shù)據(jù)采集卡（不是數(shù)據(jù)采集卡上的上的FIFO緩沖），它用來臨時存放數(shù)據(jù)下列情況需緩沖），它用來臨時存放數(shù)據(jù)下列情況需要使用要使用Buffer I/O：1.需要采集或產(chǎn)生許多樣本，其速率超過了實際顯示、需要采集或產(chǎn)生許多樣本，其速率超過了實際顯示、存儲到硬件，或?qū)崟r分析的速度。存儲到硬件，或?qū)崟r分析的速度。2.需要連續(xù)采集或產(chǎn)生需要連續(xù)采集或產(chǎn)生AC數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)（10樣本秒），并樣本秒），并且要同時分析或顯示某些數(shù)據(jù)。且要同時分析或顯示某些數(shù)據(jù)。3.采樣周期必須準(zhǔn)確、均勻地通過數(shù)據(jù)樣本。采樣周期必須準(zhǔn)確、均勻地通過數(shù)據(jù)樣本。下列情況可以不使用下列情況可以不使用Buffer I/O：1

7、.數(shù)據(jù)組短小，例如每秒只從兩個通道之一采集一個數(shù)據(jù)組短小，例如每秒只從兩個通道之一采集一個數(shù)據(jù)點。數(shù)據(jù)點。2.需要縮減存儲器的開支需要縮減存儲器的開支。觸發(fā)觸發(fā):觸發(fā)涉及初始化、終止或同步采集事件的觸發(fā)涉及初始化、終止或同步采集事件的任何方法。觸發(fā)器通常是一個數(shù)字或模擬信任何方法。觸發(fā)器通常是一個數(shù)字或模擬信號，其狀態(tài)可確定動作的發(fā)生號，其狀態(tài)可確定動作的發(fā)生,下列情況使下列情況使用軟件觸發(fā)：用軟件觸發(fā)：1. 用戶需要對所有采集操作有明確的控制，并用戶需要對所有采集操作有明確的控制，并且且2. 事件定時不需要非常準(zhǔn)確。事件定時不需要非常準(zhǔn)確。下列情況使用硬件觸發(fā)：下列情況使用硬件觸發(fā)：1. 采

8、集事件定時需要非常準(zhǔn)確采集事件定時需要非常準(zhǔn)確。2. 用戶需要削減軟件開支。用戶需要削減軟件開支。3. 采集事件需要與外部裝置同步采集事件需要與外部裝置同步。 模擬信號輸入需考慮的因素模擬信號輸入需考慮的因素: 當(dāng)采用當(dāng)采用DAQ卡測量模擬信號時，必須考慮下列因卡測量模擬信號時，必須考慮下列因素：素： 輸入模式（單端輸入或者差分輸入）輸入模式（單端輸入或者差分輸入） 分辨率分辨率 輸入范圍輸入范圍 采樣速率采樣速率 精度精度 噪聲噪聲 接地信號接地信號: 如信號發(fā)生器和電源。如信號發(fā)生器和電源。 浮動信號浮動信號: 電池、熱電偶、變壓器和隔離放大器。電池、熱電偶、變壓器和隔離放大器。 測量系統(tǒng)

9、測量系統(tǒng) 的分類的分類1. Differential :2. RSE:參考地單端參考地單端 3. NRSE:無參考地單端無參考地單端微分測量系統(tǒng)微分測量系統(tǒng)參考地單端測量系統(tǒng)參考地單端測量系統(tǒng)(RSE)無參考地單端測量系統(tǒng)(NRSE)選擇合適的測量系統(tǒng)選擇合適的測量系統(tǒng) 兩種信號源和三種測量系統(tǒng)一共可以組兩種信號源和三種測量系統(tǒng)一共可以組成六種連接方式：成六種連接方式：接地信號浮動信號DEF*RSE*NRSE *不帶不帶*號的方式不推薦使用。一般說來，浮動信號和差動連接方式可能較好。號的方式不推薦使用。一般說來，浮動信號和差動連接方式可能較好。但實際測量時還要看情況而定。但實際測量時還要看情況

10、而定。 微弱信號都要進(jìn)行放大以提高分辨率微弱信號都要進(jìn)行放大以提高分辨率和降低噪聲，使調(diào)理后信號的電壓范圍和和降低噪聲，使調(diào)理后信號的電壓范圍和A/D的電壓范圍相匹配。信號調(diào)理模塊應(yīng)的電壓范圍相匹配。信號調(diào)理模塊應(yīng)盡可能靠近信號源或傳感器，使得信號在盡可能靠近信號源或傳感器，使得信號在受到傳輸信號的環(huán)境噪聲影響之前已被放受到傳輸信號的環(huán)境噪聲影響之前已被放大，使信噪比得到改善。大，使信噪比得到改善。1. 放大放大2.隔離隔離 隔離是指使用變壓器、光或電容耦合等隔離是指使用變壓器、光或電容耦合等方法在被測系統(tǒng)和測試系統(tǒng)之間傳遞信號，方法在被測系統(tǒng)和測試系統(tǒng)之間傳遞信號，避免直接的電連接。使用隔離

11、的原因由兩個：避免直接的電連接。使用隔離的原因由兩個：一是從安全的角度考慮；另一個原因是隔離一是從安全的角度考慮；另一個原因是隔離可使從數(shù)據(jù)采集卡讀出來的數(shù)據(jù)不受地電位可使從數(shù)據(jù)采集卡讀出來的數(shù)據(jù)不受地電位和輸入模式的影響。如果數(shù)據(jù)采集卡的地與和輸入模式的影響。如果數(shù)據(jù)采集卡的地與信號地之間有電位差，而又不進(jìn)行隔離，那信號地之間有電位差，而又不進(jìn)行隔離，那么就有可能形成接地回路，引起誤差。么就有可能形成接地回路，引起誤差。 濾波的目的是從所測量的信號中除去濾波的目的是從所測量的信號中除去不需要的成分。大多數(shù)信號調(diào)理模塊有低通不需要的成分。大多數(shù)信號調(diào)理模塊有低通濾波器，用來濾除噪聲。通常還需要

12、抗混疊濾波器，用來濾除噪聲。通常還需要抗混疊濾波器，濾除信號中感興趣的最高頻率以上濾波器，濾除信號中感興趣的最高頻率以上的所有頻率的信號。某些高性能的數(shù)據(jù)采集的所有頻率的信號。某些高性能的數(shù)據(jù)采集卡自身帶有抗混疊濾波器。卡自身帶有抗混疊濾波器。3.濾波濾波4.激勵激勵 信號調(diào)理也能夠為某些傳感器提供所需信號調(diào)理也能夠為某些傳感器提供所需的激勵信號，比如應(yīng)變傳感器、熱敏電阻等的激勵信號，比如應(yīng)變傳感器、熱敏電阻等需要外界電源或電流激勵信號。很多信號調(diào)需要外界電源或電流激勵信號。很多信號調(diào)理模塊都提供電流源和電壓源以便給傳感器理模塊都提供電流源和電壓源以便給傳感器提供激勵。提供激勵。 許多傳感器對

13、被測量的響應(yīng)是非線性，因許多傳感器對被測量的響應(yīng)是非線性，因而需要對其輸出信號進(jìn)行線性化，以補償傳感而需要對其輸出信號進(jìn)行線性化，以補償傳感器帶來的誤差。但目前的趨勢是，數(shù)據(jù)采集系器帶來的誤差。但目前的趨勢是，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以利用軟件來解決這一問題。統(tǒng)可以利用軟件來解決這一問題。5.線性化線性化6.數(shù)字信號調(diào)理數(shù)字信號調(diào)理 即使傳感器直接輸出數(shù)字信號，有時也有即使傳感器直接輸出數(shù)字信號，有時也有進(jìn)行調(diào)理的必要。其作用是將傳感器輸出的數(shù)進(jìn)行調(diào)理的必要。其作用是將傳感器輸出的數(shù)字信號進(jìn)行必要的整形或電平調(diào)整。大多數(shù)數(shù)字信號進(jìn)行必要的整形或電平調(diào)整。大多數(shù)數(shù)字信號調(diào)理模塊還提供其他一些電路模塊，使字

14、信號調(diào)理模塊還提供其他一些電路模塊，使得用戶可以通過數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)字得用戶可以通過數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)字I/O直接控制直接控制電磁閥、電燈、電動機等外部設(shè)備。電磁閥、電燈、電動機等外部設(shè)備。數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集(DAQ)卡卡數(shù)據(jù)采集卡的功能數(shù)據(jù)采集卡的功能 一個典型的數(shù)據(jù)采集卡的功能有模擬輸入、一個典型的數(shù)據(jù)采集卡的功能有模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字模擬輸出、數(shù)字I/O、計數(shù)器、計數(shù)器/計時器等，這些計時器等，這些功能分別由相應(yīng)的電路來實現(xiàn)。功能分別由相應(yīng)的電路來實現(xiàn)。 模擬輸入是采集最基本的功能。它一般由模擬輸入是采集最基本的功能。它一般由多路開關(guān)（多路開關(guān)（MUX）、放大器、采樣保持電路以）、放大器、采

15、樣保持電路以及及A/D來實現(xiàn)，通過這些部分，一個模擬信號來實現(xiàn)，通過這些部分，一個模擬信號就可以轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。就可以轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。A/D的性能和參數(shù)直的性能和參數(shù)直接影響著模擬輸入的質(zhì)量，要根據(jù)實際需要的接影響著模擬輸入的質(zhì)量，要根據(jù)實際需要的精度來選擇合適的精度來選擇合適的A/D。 模擬輸出通常是為采集系統(tǒng)提供激勵。輸模擬輸出通常是為采集系統(tǒng)提供激勵。輸出信號受數(shù)模轉(zhuǎn)換器（出信號受數(shù)模轉(zhuǎn)換器（D/A）的建立時間、轉(zhuǎn)）的建立時間、轉(zhuǎn)換率、分辨率等因素影響。建立時間和轉(zhuǎn)換率換率、分辨率等因素影響。建立時間和轉(zhuǎn)換率決定了輸出信號幅值改變的快慢。建立時間短、決定了輸出信號幅值改變的快慢。建立時間

16、短、轉(zhuǎn)換率高的轉(zhuǎn)換率高的D/A可以提供一個較高頻率的信號?？梢蕴峁┮粋€較高頻率的信號。 數(shù)字?jǐn)?shù)字I/O通常用來控制過程、產(chǎn)生測試信通常用來控制過程、產(chǎn)生測試信號、與外設(shè)通信等。它的重要參數(shù)包括：數(shù)字號、與外設(shè)通信等。它的重要參數(shù)包括：數(shù)字口路數(shù)（口路數(shù)（line）、接收）、接收 (發(fā)送發(fā)送 )率、驅(qū)動能力等。率、驅(qū)動能力等。 計數(shù)器包括三個重要信號：門限信號、計計數(shù)器包括三個重要信號：門限信號、計數(shù)信號、輸出。數(shù)信號、輸出。 2.分辨率、輸入范圍、增益、分辨率、輸入范圍、增益、采樣速率，精度和噪聲采樣速率，精度和噪聲 分辨率（分辨率（Resolution） 分辨率就是用來進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的位數(shù)，分

17、辨率就是用來進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的位數(shù)，A/D的位數(shù)越多，分辨率就越高，可區(qū)分的最小電壓的位數(shù)越多，分辨率就越高，可區(qū)分的最小電壓就越小。分辨率要足夠高，數(shù)字化信號才能有足就越小。分辨率要足夠高，數(shù)字化信號才能有足夠的電壓分辨能力，才能比較好的恢復(fù)原始信號。夠的電壓分辨能力，才能比較好的恢復(fù)原始信號。目前分辨率為目前分辨率為8的采集卡屬于較低的，的采集卡屬于較低的，12位屬中位屬中檔，位的卡就比較高了。他們可以分別將模檔，位的卡就比較高了。他們可以分別將模入電壓量化為入電壓量化為256、4096、65536份。份。 輸入范圍范圍(Range)(區(qū)間): 輸入范圍由輸入范圍由A/D能數(shù)字化的模擬信號的最

18、能數(shù)字化的模擬信號的最高和最低的電壓決定。一般情況下，采集卡的高和最低的電壓決定。一般情況下，采集卡的電壓范圍是可調(diào)的，所以可選擇和信號電壓變電壓范圍是可調(diào)的，所以可選擇和信號電壓變化范圍相匹配的電壓范圍以充分利用分辨率范化范圍相匹配的電壓范圍以充分利用分辨率范圍，得到更高的精度。比如，對于一個圍，得到更高的精度。比如，對于一個3位的位的A/D，在選擇，在選擇0-10V范圍時，它將范圍時，它將10V八等分；八等分；如果選擇范圍為如果選擇范圍為-10V到到+10V，同一個，同一個A/D就得就得將將20V分為分為8等分，能分辨的最小電壓就從等分，能分辨的最小電壓就從1.25V上升到上升到2.50V

19、，這樣信號復(fù)原的效果就，這樣信號復(fù)原的效果就更差了更差了。 增益（增益（Gain） 增益主要用于在信號數(shù)字化之前對衰減的信號進(jìn)增益主要用于在信號數(shù)字化之前對衰減的信號進(jìn)行放大。使用增益，可以等效地降低行放大。使用增益，可以等效地降低A/D的輸入范圍，的輸入范圍，使它能盡量將信號分為更多的等份，基本達(dá)到滿量程，使它能盡量將信號分為更多的等份，基本達(dá)到滿量程，這樣可以更好地復(fù)原信號。因為對同樣的電壓輸入范這樣可以更好地復(fù)原信號。因為對同樣的電壓輸入范圍，大信號的量化誤差小，而小信號時量化誤差大。圍，大信號的量化誤差小，而小信號時量化誤差大。當(dāng)輸入信號不接近滿量程時，量化誤差會相對加大。當(dāng)輸入信號不

20、接近滿量程時，量化誤差會相對加大。如：輸入只為滿量程的如：輸入只為滿量程的110時，量化誤差相應(yīng)擴大時，量化誤差相應(yīng)擴大10倍。一般使用時，要通過選擇合適的增益，使得輸倍。一般使用時，要通過選擇合適的增益，使得輸入信號動態(tài)范圍與入信號動態(tài)范圍與A/D的電壓范圍相適應(yīng)。當(dāng)信號的的電壓范圍相適應(yīng)。當(dāng)信號的最大電壓加上增益后超過了板卡的最大電壓，超出部最大電壓加上增益后超過了板卡的最大電壓，超出部分將被截斷而讀出錯誤的數(shù)據(jù)。分將被截斷而讀出錯誤的數(shù)據(jù)。 輸入范圍，分辯率以及增益決定了輸入輸入范圍，分辯率以及增益決定了輸入信號可識別的最小模擬變化量。此最小模擬信號可識別的最小模擬變化量。此最小模擬變化

21、量對應(yīng)于數(shù)字量的最小位上的變化量對應(yīng)于數(shù)字量的最小位上的0，1變化，變化，通常叫做轉(zhuǎn)換寬度（通常叫做轉(zhuǎn)換寬度（Code width）。其算式）。其算式為：輸入范圍為：輸入范圍/（增益（增益*2分辯率）。分辯率）。P240 編碼寬度 分辨率、分辨率、DAQ卡區(qū)間以及信號極限幅度集合卡區(qū)間以及信號極限幅度集合決定了輸入信號中可檢測到的最小變化量。電壓決定了輸入信號中可檢測到的最小變化量。電壓中的這種表示了數(shù)字取值的一個最低有效位中的這種表示了數(shù)字取值的一個最低有效位（LSB），稱為編碼寬度。），稱為編碼寬度。 最小編碼寬度計算公式：最小編碼寬度計算公式： 例如：例如：12比特的比特的DAQ卡，區(qū)間

22、為卡，區(qū)間為0V至至10V，則可以檢測到則可以檢測到2.4mv的變化量；對于同樣的的變化量；對于同樣的DAQ卡，區(qū)間為卡，區(qū)間為-10V至至10V時，則僅能檢測到時，則僅能檢測到4.8mv的的變化量。變化量。 注意：信號區(qū)間是雙極性還是單極性取決于注意：信號區(qū)間是雙極性還是單極性取決于實際信號的是雙極性還是單極性的。實際信號的是雙極性還是單極性的。resolution2rangeVcw 練習(xí)：練習(xí)：P288 假定轉(zhuǎn)換器輸出是一個幅度為假定轉(zhuǎn)換器輸出是一個幅度為30mv，偏移量為，偏移量為10mv的正弦波。的正弦波。DAQ卡的極限幅度集合可以是卡的極限幅度集合可以是0V至至+10V、 10V和和

23、5V。如果所采用。如果所采用DAQ卡的分辨率為卡的分辨率為12比特，應(yīng)該選擇什比特，應(yīng)該選擇什么樣的極限幅度集合以獲得最大精度呢？么樣的極限幅度集合以獲得最大精度呢？ 采樣率采樣率 采樣率決定了模采樣率決定了模/數(shù)變換的速率。數(shù)變換的速率。采樣率高，則在一定時間內(nèi)采樣點就多，采樣率高，則在一定時間內(nèi)采樣點就多，對信號的數(shù)字表達(dá)就越精確。采樣率必對信號的數(shù)字表達(dá)就越精確。采樣率必須保證一定的數(shù)值，如果太低，則精確須保證一定的數(shù)值，如果太低，則精確度就很差。下面的圖表示了采樣率對精度就很差。下面的圖表示了采樣率對精度的影響。度的影響。采樣頻率足夠采樣頻率足夠 采樣頻率不夠引起波形畸變采樣頻率不夠引

24、起波形畸變 根據(jù)耐奎斯特采樣理論，采樣頻率必須是信號最根據(jù)耐奎斯特采樣理論，采樣頻率必須是信號最高頻率的兩倍高頻率的兩倍(fs=2fm)。 例如，音頻信號的頻率一般達(dá)到例如，音頻信號的頻率一般達(dá)到20KHz，因此其，因此其采樣頻率一般需要采樣頻率一般需要40KHz?；殳B混疊 混疊的例子混疊的例子: 假設(shè)采樣頻率假設(shè)采樣頻率 fs 是是100HZ,，信號中含有，信號中含有25 、70、160、和、和 510 Hz的成分。的成分。 采樣的結(jié)果將會是低于奈奎斯特頻率采樣的結(jié)果將會是低于奈奎斯特頻率（fs/2=50 Hz）的信號可以被正確采樣。而頻）的信號可以被正確采樣。而頻率高于率高于50HZ的信號

25、成分采樣時會發(fā)生畸變。的信號成分采樣時會發(fā)生畸變。分別產(chǎn)生了分別產(chǎn)生了30、40和和10 Hz的畸變頻率的畸變頻率F2、F3和和F4。計算混頻偏差的公式是：。計算混頻偏差的公式是： 混頻偏差混頻偏差A(yù)BS（采樣頻率的最近整數(shù)倍（采樣頻率的最近整數(shù)倍輸入頻率）輸入頻率）其中其中ABS表示表示“絕對值絕對值”，例如：，例如：混頻偏差混頻偏差 F2 = |100 70| = 30 Hz混頻偏差混頻偏差F3 = |(2)100 160| = 40 Hz混頻偏差混頻偏差F4 = |(5)100 510| = 10 Hz 為了避免這種情況的發(fā)生，通常在信號被為了避免這種情況的發(fā)生，通常在信號被采集（采集（

26、A/D）之前，經(jīng)過一個低通濾波器，將）之前，經(jīng)過一個低通濾波器，將信號中高于奈奎斯特頻率的信號成分濾去。在信號中高于奈奎斯特頻率的信號成分濾去。在例上中，這個濾波器的截止頻率自然是例上中，這個濾波器的截止頻率自然是25HZ。這個濾波器稱為這個濾波器稱為抗混疊濾波器抗混疊濾波器. 采樣頻率應(yīng)當(dāng)怎樣設(shè)置呢？可能會首先考采樣頻率應(yīng)當(dāng)怎樣設(shè)置呢？可能會首先考慮用采集卡支持的最大頻率。但是，較長時間慮用采集卡支持的最大頻率。但是，較長時間使用很高的采樣率可能會導(dǎo)致沒有足夠的內(nèi)存使用很高的采樣率可能會導(dǎo)致沒有足夠的內(nèi)存或者硬盤存儲數(shù)據(jù)太慢。理論上或者硬盤存儲數(shù)據(jù)太慢。理論上設(shè)置采樣頻率設(shè)置采樣頻率為被采集

27、信號最高頻率成分的倍就夠了為被采集信號最高頻率成分的倍就夠了，實實際上工程中選用倍，際上工程中選用倍，有時為了較好地有時為了較好地還原波形，甚至更高一些。還原波形，甚至更高一些。1. DAQ 硬件配置硬件配置DAQ硬件配置的兩種方法：硬件配置的兩種方法： MAX （Measurement & Automation Explorer ） DAQ 助手助手 . 數(shù)據(jù)采集卡的軟件配置數(shù)據(jù)采集卡的軟件配置 一般說來，數(shù)據(jù)采集卡都有自己的驅(qū)動程一般說來，數(shù)據(jù)采集卡都有自己的驅(qū)動程序，該程序控制采集卡的硬件操作，當(dāng)然這個序，該程序控制采集卡的硬件操作，當(dāng)然這個驅(qū)動程序是由采集卡的供應(yīng)商提供，用戶一

28、般驅(qū)動程序是由采集卡的供應(yīng)商提供，用戶一般無須通過低層就能與采集卡硬件打交道。無須通過低層就能與采集卡硬件打交道。 NI公司還提供了一個數(shù)據(jù)采集卡的配置工公司還提供了一個數(shù)據(jù)采集卡的配置工具軟件具軟件Measurement & Automation Explorer ,它可以配置它可以配置NI公司的軟件和硬件，公司的軟件和硬件，比如執(zhí)行系統(tǒng)測試和診斷、增加新通道和虛擬比如執(zhí)行系統(tǒng)測試和診斷、增加新通道和虛擬通道、設(shè)置測量系統(tǒng)的方式、查看所連接的設(shè)通道、設(shè)置測量系統(tǒng)的方式、查看所連接的設(shè)備等。備等。DAQ VI的組織結(jié)構(gòu)的組織結(jié)構(gòu) LabVIEW的的DAQ程序包括模擬輸入、模程序包括模擬

29、輸入、模擬輸出、計數(shù)器操作、數(shù)字輸入、輸出等?？蓴M輸出、計數(shù)器操作、數(shù)字輸入、輸出等。可以在框圖程序窗口下選擇以在框圖程序窗口下選擇Data Acquisition。再在此子模板下，可以看到再在此子模板下，可以看到6個子模板：個子模板：Analog Input, Analog Output, Digital I/O, Counter, Calibration and Configuration和和Signal Conditioning。 在上述在上述6個子模板下，每個子模板又分成個子模板下，每個子模板又分成Easy I/O Vis, Intermediate Vis, Utility Vis和和Advanced Vis。 舉例:AI Sample Channel .VI 簡易模入VIs中級模入VIs高級模入VIs通用模入VIs AI Sample Channel程序測量指定通道上程序測量指定通道上信號的一個采樣點，并返回測量值。信號的一個采樣點，并返回測量值。Device是是DAQ卡的設(shè)備編號，卡的設(shè)備編號，C