1、20世纪80年代,数据采集系统有两类，一类以仪器仪表和采集器，通用接口总线和计算机等组成，第二类以数据采集卡，标准总线和计算机构成。

2、数据采集指采集温度、压力、流量等模拟量转换成数字量，由计算机进行存储、处理、打印的过程。

相应系统称为数据采集系统。

数据采集系统的任务：①采集传感器输出的模拟信号，并转换成数字信号，然后送入计算机。

②计算机对数字信号进行处理，得到所需的数据。

评价数据采集系统性能优劣的标准：系统的采样精度和采样速度AD转换器精度和转换速度是最重要指标3、数据采集系统一般具有以下基本功能：1. 采集数据2. 模拟信号处理3. 数字信号处理 4. 开关信号的处理 5. 二次数据计算 6. 屏幕显示 7. 数据存储 8. 打印输出9. 人机联系4、数据采集系统的结构形式：①微型计算机数据采集系统②集散型数据采集系统。

数据处理的类型：①按处理方式：实时（在线）处理和事后（脱机）处理②按处理性质：预处理和二次处理。

预处理又分为剔除误差和标度变换数据处理任务：①对采集信号作标度变换②消除数据中的干扰③分析计算数据中的内在特征。

5、雷达测速：1常规采样2间歇采样3变频采样3下采样模拟信号的采样控制方式⑴无条件采样：①定时采样②变步长采样；⑵条件采样：①查询方式（当任务单一，时间短，A/D转换时间Tconv较短时）②中断方式（多任务条件下，A/D转换时间Tconv较长时）⑶直接存储器存取（DMA）方式。

采样控制方式的选择有：①无条件采样②中断方式③查询方式③DAM方式6、隔离放大器的组成1.高性能的输入运算放大器2调制器和解调器3信号耦合变压器4.输出运算放大器5.电源7、采样／保持器的主要性能参数：①孔径时间tAP②孔径不定△tAP③捕捉时间tAC ④保持电压的下降⑤馈送⑥跟踪到保持的偏差⑦电荷转移偏差A/D转换器主要技术指标：1. 分辨率2量程 3.精度4转换时间和转换速率：当A/D转换器精度一定时，信号频率越低，要求转化时间越长；当信号频率一定时，转换时间越短，误差越大。

5偏移误差 6增益误差 7线性误差A/D转换器按工作原理分类：直接比较型和间接比较型8、为了能从A/D转换器中取出转换结果，需要解决两个问题：一是A/D转换器与微机之间的联络方式；二是采用何种数据输出格式。

联络方式有①查询方式②中断方式9PCI是Peripheral Component Interconnect(外设部件互连标准)的缩写；ISA总线（Industry Standard Architecture 工业标准体系结构）10、8255A中端口A的工作方式选择由D6、D5决定，端口B的工作方式选择性由D2决定11、常用的数字滤波的方法有：中值滤波法、算数平均值法、加权平均滤波法12、剔除采样数据中奇异项的方法有：一阶差分法、多项式逼近法、最小二乘法13、等待处理的数据中，一般都包含趋势项和交变分量两种分量14、A/D转换器按工作原理分类：直接比较型和间接比较型15、采样／保持器的类型：按结构分为两种类型串联型和反馈型16、测量放大器的主要技术指标：1. 非线性度 2. 温漂 3. 建立时间4. 恢复时间5. 电源引起的失调6. 共模抑制比17、电子多路开关可分为：双极性晶体管开关、场效应晶体管开关、集成电路开关三大类型18、关在做通道转换时，正确的动作应是软件延时，等多路开关稳定下来再采样。

1、采样：对连续的模拟信号x（t）,按一定的时间间隔Ts,抽取相应的瞬时值（也就是通常所说的离散化），这个过程称为采样。

2、采样定理:设有连续信号x(t)，其频谱X(f)，以采样周期TS采得的信号为xs(nTs )。

如果频谱和采样周期满足下列条件：① 频谱X(f)为有限频谱，即当| f |≥fC，X(f) =0② TS ≤ 1/2fc 采样定理指出：对一个频率在0～fc 内的连续信号进行采样，当采样频率为 fs ≥2 fc 时，由采样信号xs(nTs )能无失真地恢复为原来信号x(t)。

3、频率混淆：采样定理一严格规定了采样时间间隔Ts的上限，即TS ≤1/2fc。

若Ts取的过大，即TS >1/2fc时，将会发生x(t)中的高频成分（f的绝对值>1/2Ts）被叠加到低频成分(f的绝对值<1/2Ts)上去的现象，这种现象称为混频。

4、量化：采样信号的幅值与某个最小数量单位的一系列倍数比较，用最接近采样信号幅值的最小数量单位倍数来代替该幅值。

最小数量单位—量化单位，用q 表示。

量化单位定义：量化器满量程电压FSR (Full Scale Range)与2的N次方的比值。

q = FSR/2 n5、编码：将量化信号的电平用数字代码来表示。

编码的类型有：单极性信号和双极性信号（1）单极性编码：二进制码、BCD编码、格雷码。

二进码→ 格雷码的规律：从二进制码的最低两位开始，按异或规律定下格雷码的最低位，然后再用二进制码末前二位按异或规律定下格雷码的末前一位，如此往前推，最后可以定下全部格雷码。

6、使用测量放大器的原因：在数据采集系统中，被测量的物理量经过传感器变换成模拟电信号，往往是很微弱的微伏级信号，需要放大器加以放大。

由于通用运算放大器一般都具有毫伏级的失调电压和每度数微伏的温漂，因此通用运算放大器不能直接用于放大微弱信号，而测量放大器则能较好的实现此功能。

测量放大器的特点：具有高输入阻抗、低输出阻抗、强抗共模干扰能力、低温漂、低失调电压和高稳定增益等特点，被广泛用用作前置放大器。

7、采样／保持器具有两个稳定的工作状态①跟踪（或采样）状态：在此期间它尽可能快地接收模拟输入信号，并精确地跟踪模拟输入信号的变化，一直到接到保持指令为止。

②保持状态：对接收到保持指令前一瞬间的模拟输入信号进行保持。

8、如果允许正弦信号电压变化为1/2LSB，则系统可采集的最高信号频率为9、A/D转换器在与微机接口时，需要解决以下三个问题：①A/D转换器输出到总线的数据需加缓冲，以免对数据总线的工作造成的干扰；②产生信号片选通信号和控制信号③从A/D转换器读出数据。

在设计A/D转换器与接口电路时，究竟是采用查询还是中断方式，取决于所用A/D转换器的转化时间和用户的程序安排。

一般来说当A/D转换时间较短时，宜用查询方式；而转换时间较长时，宜用中断方式。

理由是采用查询方式时，在A/D转换期间，微机的CPU处于等待状态，降低了CPU的效率；而采用中断方式，在A/D转换期间，微机的CPU可以去做其他工作，不会因A/D转换时间而影响CPU的效率，但程序较复杂。

10、标度变换是把无单位的数字量转换成有单位的物理量。

进行标尺变换的原因是① 各种物理量有不同的单位和数值。

② 这些物理量经过传感器和A／D转换后变成一系列无单位的数字量，且数字量的变化范围是由A/D转换器的位数决定的。

如果直接把A/D转换器输出的数字量显示或打印出来，显然不便于操作者理解。

因此，必须把A/D转换的数字量变换为带有工程单位的数字量（十进制），这种变换称为标尺变换，也成为工程变换。

11、测量放大器的电路原理：测量放大器是由三个运放构成，并分为两级：第一级是两个同相放大器A1、A2，因此输入阻抗高。

第二级是普通差动放大器A3 ，把双端输入变为对地的单端输出。

12、逐次逼近式A／D转换器结构逐次逼近式A／D转换器的工作原理：设定在SAR中的数字量经D／A转换器转换成反馈电压Uf ；SAR 顺次逐位加码控制Uf 的变化；Uf 与模拟量Ui 进行比较，大则弃，小则留，逐渐积累，逐次逼近；最终留在SAR 的数据寄存器中的数码作为数字量输出。

13、微型计算机数据采集系统14、多路开关工作原理：设选择第1路模拟信号，则令通道控制信号UC1= 0，晶体管T1ʹ截止，集电极为高电平，晶体管T1导通，输入信号电压Ui1被选中。

当令通道控制信号UC2= 0 时，则选中第2 路模拟信号，UO = Ui2注意：在控制信号UC1～ UC8中不能同时有两个或两个以上为0。

15频率混淆：样定理一严格规定了采样时Ts的上限，即TS ≤ 1/2fc。

若Ts 取的过大，即TS >1/2fc时，将会发生x(t)中的高频成分（|f|>1/2TS）被叠加到低频成分(|f|<1/2TS)上去的现象，这种现象称为混频.产生频率混淆现象的临界条件是fs=1/Ts=2fc。

或者说，当采样间隔一定时，不发生频率混淆的信号最高频率为fc=1/（2Ts）消除频率混淆的措施：①频域衰减较快的信号，可用提高采样频率的方法来解决。

②频域衰减较慢的信号，可用消除频混滤波器来解决：低通滤波器。

16、 AD521的基本连接方法Rs = 100 kΩ±15%测量放大器的放大倍数公式：G=Uout/Uin=Rs/RG17、双斜积分式A/D转换器的工作原理：首先利用两次积分将输入的模拟电压转换成脉冲宽度，然后在以数字测时的方法，将此脉冲宽度转换成数码输出采样保持器的工作原理组成：模拟开关K电容CH缓冲放大器A工作原理如下：在t1时刻前，控制电路的驱动信号为高电平时，模拟开关K闭合，模拟输入信号Ui通过模拟开关K加到电容CH上，使得电容CH 端电压UC跟随模拟信号Ui变化而变化，这个时期成为跟随期（或采样期）。

在t1时刻，驱动信号为低电平，模拟开关K断开，此时电容CH上的电压UC保持模拟开关断开瞬间的Ui值不变，并等待A/D转换器转换，这个时期称为保持期。

而在t2时刻，保持结束，新一个跟踪时刻到来，此时驱动信号又为高电平，模拟开关K 重新闭合，CH 端电压UC 又跟随Ui 变化而变化；t3时刻，驱动信号为低电平时，模拟开关K断开，......。

【例5.1】已知A／D转换器的型号为ADC0804，其转换时间tCONV=100s（时钟频率为640kHz），位数n = 8，允许信号变化为1/2LSB，计算系统可采集的最高信号频率。

【例5.2】用采样／保持器芯片AD582和A／D转换器芯片ADC0804组成一个采集系统。

已知AD582的孔径时间tAP =50ns，ADC0804的转换时间 tCONV =100s（时钟频率为640kHz），计算系统可采集的最高信号频率。

5-6. 设在某数据采集系统中，采样／保持器的孔径时间tAP=10ns，A/D 转换器的位数为12位，求： ①采样精度能达到1/2LSB的最高信号频率fmax是多少？②若采样／保持器的孔径不定△tAP=1ns，则最高信号频率fmax是多少？1若采样／保持器的孔径不定△tAP=1ns则最高信号频率为3-3. 某数据采集系统具有8个模拟通道。

各通道输入信号的频率可达5kHz，而且至少要用每个采样周期10个采样点的速度进行采样。