动态数据采集系统的设计介绍

 　　数据采集是获取信息的基本手段，作为信息科学的一个重要分支，数据采集技术是包括了传感器技术、信号处理、数据通信、微型计算机等技术的一门综合应用技术。在实际应用中，很多数据采集系统往往很难实现对动态目标进行实时采集和监控。对动态数据采集系统来说，有着采集范围大、采集点众多、布线空间有限、体积小、自动作业等特点，传统的以总线方式组成网络的采集系统很难满足这种应用要求。

 

　　被采集数据是已被转换为电讯号的各种物理量，如温度、水位、风速、压力等，可以是模拟量，也可以是数字量。采集一般是采样方式，即隔一定时间（称采样周期）对同一点数据重复采集。采集的数据大多是瞬时值，也可是某段时间内的一个特征值。准确的数据测量是数据采集的基础。数据量测方法有接触式和非接触式，检测元件多种多样。不论哪种方法和元件，均以不影响被测对象状态和测量环境为前提，以保证数据的正确性。数据采集含义很广，包括对面状连续物理量的采集。在计算机辅助制图、测图、设计中，对图形或图像数字化过程也可称为数据采集，此时被采集的是几何量（或包括物理量，如灰度）数据。

 

　　动态范围是指系统允许的至大输入信号幅值与能分辨的至小信号的幅值之比，是衡量一个数据采集系统性能优劣的重要指标，像陀螺仪的输出信号等瞬态信号的采集，常常要求系统具备较宽的动态范围。为了提高系统的动态范围，通常的做法是增加A/D转换器的分辨率，然而高分辨率A/D在转换精度和速度上是难以兼顾的，若需要同时满足高速和高分辨率的测量，A/D的价格会变得十分昂贵。为了在低成本的前提下实现较宽的动态范围，本文采用了浮点放大技术，系统根据输入信号的大小动态地设定系统的增益，这就使得A/D的输入信号幅值总是处于半量程和满量程之间，因而保证了在整个输出信号范围内，信号的量化噪声几乎保持一致，同时提高了系统的动态范围，并且采用流水线结构保证了系统的转换速度。