資料擷取基本原理


在類比到數位的轉換中有兩個重要的數值要考慮:解析度 (Resolution)及取樣率(Sampling Rate) 。

解析度即為經過數位轉換後所造成的量化誤差,因為在電腦中紀錄資料 的位元組是有限的,以MIO卡的類比/數位轉換埠而言,10V的輸入電壓 可以12Bit來紀錄,意即它的精確度的極限是:

10/212=0.2241mV

與解析度相關的前置處理是放大倍數,我們通常會將信號放大到類比/ 數位轉換埠的輸入區間,如信號大小為0.1V,而類比/數位轉換埠最大 輸入為10V,則我們放大可100倍,以減少誤差。

對希望觀察波形的資料而言,取樣率可以這樣來決定:

(信號的頻率)×(希望以多少點來描點一個週期的波形)=取樣率

若要觀察頻域的資料,則必須在進入類比/數位轉換埠之前,先作低通 濾波處理,取樣率必須至少為兩倍欲觀察信號頻率大小,而濾波的截止 頻率為二分之一取樣頻率─即Nyquist Frequency

以下將一般需要注意事項條列整理如下表:
信號形態
可能輸出元件
擷取元件
需要資訊
注意事項
數位
TTL 數位埠狀態(0, 1
數位脈衝
光學編碼器→光電轉換→數位脈衝串列 counter, Timer 輸入、輸出埠 pulse rate, Timing, Digital State Transitions

Thermal Couple Analog-to-Digital Converter電壓準位 1.精確度

2.可用軟體Timing

類比時域信號
ECG(心跳信號) 同上信號波形1.快速取樣

2.精確的Timing

3.觸發量測

類比頻域信號
語音輸入 同上頻域訊息1.精確取樣率

2.觸發

3.分析功能

4.前置處理的濾波功能(消除Aliasing現象)


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