自动检测技术数据采集理论基础.pptVIP

2.1 概述;2.1 概述;2.1 概 述 ;x(t);2.2 采样过程;2.2 采样过程;应该指出，在实际应用中， ;2.3 采样定理;2.3 采样定理; 采样定理指出： ;⑵ 条件2的物理意义 ;3. 采样定理不适用的情况 ;则有;当0 | sin φ |1时， xs(nTs )的幅值均小于原模拟信号，出现失真。;2.4 频率混淆与消除频混的措施;2.4 频率混淆与消除频混的措施;由图2.5可见，三种频率的曲线没有区别：;不产生频率混淆现象的临界条件：;对频域衰减较慢的信号，可在采样前， 先用一截止频率为 fC 的滤波器对信号 x(t) 低通滤波，滤除高频成分，然后再 进行采样。这种方法既实用又简单。 ;在信号分析中，常把上述两种方法联合起来使用。;2.5 采样技术的讨论;设测量时间为 ，采样周期为 ，则所需的数据存储容量为;2. 间歇采样技术;越大，信息丢失越多。信息丢失量对速度测量精度和测量结果不产生直接影响，但信息丢失量较大时，将影响数据处理的精度。所以一般 的取值不能太大。;3.变频采样;由此可见，变频采样实际上是用阶梯曲线去逼近光滑曲线，频率变化次数越多，每段时间越短，则逼近效果就越好，测速精度的保持性也就越好。;4.下采样;下采样的优点：;（1）常规采样所需的存储容量最大；间歇采样所需存储容量与 有关， 越大，所需存储容量越小；变频采样所需存储容量略少于常规采样；下采样所需存储容量与P有关，P越大，所需存储容量越小。 （2）在这四种采样方式中，只有变频采样精度保持不变，其他三种采样精度随采样时间增加而变差。; 2.6 模拟信号的采样控制方式;2.6 模拟信号的采样控制方式;查询方式：;⑶ 直接存储器存取（DMA）方式; 采样控制方式的分类归纳如下： ;2. 采样控制方式的应用;DMA方式： ;2.7 量化与量化误差;2.7 量化与量化误差;【例2.1】 当FSR = 10V，n = 8时，q = 39.1 mV；;2. 量化方法;只舍不入;量化信号xq(nTs )用表示： ; 将信号幅值轴分成若干层，各层之间的间 隔均等于量化单位q。 ;量化方法： ;量化信号用xq(nTs )表示： ;【例2.2】设来自传感器的模拟信号的电压 是在0～5 V范围内变化， 如图 2.14(a) 中虚线所示。现用1V， 2V，3V，4V，5V（即量化单位 1V）五个电平近似取代 0～5 V范 围内变化的采样信号。;;⑴ 电压值处于0.5～1.4V范围内的采样信号， 都将电压值视为1 V； ;由以上讨论可知: ;量化误差— ;由图可知： 量化误差只能是 正误差。 它可以取0～q 之间的任意值。 ;平均误差为 ; 由于平均误差不等于零，故称为有偏 的。最大量化误差为;上式表明：;由图可知： 量化误差有 正有负。 它可以取;平均误差为; 由于平均误差等于零，故称为无偏的。 最大量化误差为; 量化误差的标准差与″只舍不入″的 情况相同： ;两种量化方法的比较： ;3. 量化误差对数据采集系统动态平滑性的影响;图2.18 模拟信号的量化噪声 ; 由于量化误差e的大小取决于量化单位q 和 模拟信号x(t)。当量化单位q与x(t)的电平相比足 够小时，量化误差e可作为噪声考虑。;2.7 量化与量化误差;2.7 量化与量化误差;2.7 量化与量化误差;2.7 量化与量化误差;2.7 量化与量化误差;2.7 量化与量化误差;2.7 量化与量化误差;第 2 章 数据采集理论基础;2.8 编码 ;2.8 编码 ;2.8 编码;2.8 编码 ;2.8 编码 ;2.8 编码 ;2.8 编码 ;2.8 编码 ;2.8 编码 ;2.8 编码 ;2.8 编码 ;2.8 编码 ;2.8 编码 ;2.8 编码 ;2.8 编码 ;2.8 编码 ;2.8 编码 ;例如