數據採(cǎi)集對於(yú)計算機運用的重要性--晶創越世

　　在計算機廣泛應用的今天，數據採集的重要性是十分顯著的。它是計算機與外部物理世界連接的橋梁。各種類型信号採集的難易程度差别很大。實際採集時，噪聲也可能帶來一些麻煩。數據採集時，有一些基本原理要注意，還有更多的實際的問題要解決。
 

　　假設對一個模拟信号x(t)每隔Δt時間採樣一次。時間間隔Δt被稱爲採樣間隔或者採樣周期。它的倒數1/Δt被稱爲採樣頻率，單位是採樣數/每秒。t=0,Δt,2Δt,3Δt……等等，x(t)的數值就被稱爲採樣值。所有x(0),xΔt),x(2Δt)都是採樣值。根據採樣定理，zui低採樣頻率必須是信号頻率的兩倍。反過來說，如果給定瞭採樣頻率，那麽能夠正確顯示信号而不發生畸變的zui大頻率叫做恩奎斯特頻率，它是採樣頻率的一半。如果信号中包含頻率高於奈奎斯特頻率的成分，信号将在直流和恩奎斯特頻率之間畸變。
 

　　採樣率過低的結果是還原的信号的頻率看上去與原始信号不同。這種信号畸變叫做混疊(alias)。出現的混頻偏差(aliasfrequency)是輸入信号的頻率和zui靠近的採樣率整數倍的差的值。
 

　　採樣的結果将會是低於奈奎斯特頻率(fs/2=50Hz)的信号可以被正確採樣。而頻率高於50HZ的信号成分採樣時會發生畸變。分别産生瞭30、40和10Hz的畸變頻率F2、F3和F4。計算混頻偏差的公式是：
 

　　混頻偏差=ABS(採樣頻率的zui近整數倍-輸入頻率)
 

　　其中ABS表示“值”，
 

　　爲瞭避免這種情況的發生，通常在信号被採集(A/D)之前，經過一個低通濾波器，将信号中高於奈奎斯特頻率的信号成分濾去。這個濾波器稱爲抗混疊濾波器。
 

　　採樣頻率應當怎樣設置。也許可能會首先考慮用採集卡支持的zui大頻率。但是，較長時間使用很高的採樣率可能會導緻沒有足夠的内存或者硬盤存儲數據太慢。理論上設置採樣頻率爲被採集信号zui高頻率成分的2倍就夠瞭，實際上工程中選用5～10倍，有時爲瞭較好地還原波形，甚至更高一些。
 

　　通常，信号採集後都要去做适當的信号處理，例如FFT等。這裏對樣本數又有一個要求，一般不能隻提供一個信号周期的數據樣本，希望有5～10個周期，甚至更多的樣本。並(bìng)且希望所提供的樣本總數是整周期個數的。這裏又發生一個困難，並(bìng)不知道，或不確(què)切知道被採信号的頻率，因此不但採樣率不一定是信号頻率的整倍數，也不能保證提供整周期數的樣本。所有的僅僅是一個時間序列的離散的函數x(n)和採樣頻率。這是測量與分析的*依據。數據採集卡，數據採集模塊，數據採集儀表等，都是數據採集工具。