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使用正确的数据采集模式

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门控采集(图1c)模式使用门控(使能)信号的状态(可以是另外一个通道或外部触发输入)启动或停止采样过程。只有当门处于激活状态时才将数据写入内存。就像在多段记录模式中一样,用户可以编程有关门的触发前后的时间间隔。在门控模式中,时间戳标志了不包含门控采集前后间隔的门的开闭。采集的门段数量受限于采集内存,并且在使用FIFO模式时仅受主机内存的限制。

图1d所示的ABA模式是一种双时基采集,结合了对触发事件的快速采集(B时基)和触发之间的缓慢采样速率(A时基)。ABA模式工作时就像整合了一个快速数字转换器的慢速数据记录器。触发事件的实际位置与多段记录模式中一样用时间戳进行标志。

多段记录和门控采集模式具有以下一些优点:

●采集内存分段后,由于只在信号激活时以全速采样率记录数据,因此可以更高效地使用内存。

●只存储重要的测量事件、并且不涉及‘死区’时间,因此需要传送的数据较少,可以实现对分段信号的连续数据采集和处理。

●在多段和门控模式中重新加载或触发"死区时间"的次数减少了。在本例中使用的Spectrum M4i数字转换器的重新加载时间是40个样本(+编程的预触发)。在最高采样速率时的重新加载时间短至80ns.短的触发重新加载时间意味着即使在高事件速率的应用中也能减少事件遗漏的机会。

●每个触发事件的时间戳允许你读取事件之间的时间差。当事件呈现信号中的异常时,

所有段可以同时查看,各个段可以分别缩放以显示每次采集中的详细内容。

ABA模式使用低采样率查看触发之间的信号,同时用较高的采样率显示触发端具有较高时间分辨率的信号分量。这种方法的内存使用效率没有多段记录或门控模式高,但可以用来连续地查看两次触发之间发生的事件。使用时间戳时,快慢数据与1个样本的分辨率是同步的。

应用例子

第一个例子(图2)显示了对超声波测距仪的声音输出进行的多段记录模式采集。这个设备输出40kHz脉冲信号,然后根据接收到回波所花的时间确定距离。这些脉冲以5个一组的方式产生,间隔为15μs,处理工作是在这些多个脉冲串之间的450ms"死区时间"内进行的的。声音信号采用带宽为100kHz的仪器级麦克风拾取。图2的左边显示了采集信号的一些参数设置。



图2:用多段模式采集超声波测距仪的40kHz声音输出。

每个段包含32k样本,其中1k是触发前样本,31k是触发后样本的记录。图中没有显示出来的采样率是7.8MS样本/秒。最上面的轨迹是对整个采集过程的预览,显示了多个脉冲串和处理间隔。中间的轨迹是对5个段的放大显示图。每个段的开始用时间戳进行了标记。最下面的轨迹是采集过程中第一个脉冲的放大显示图。

从这张图可以看到单个脉冲的细节。显示这些数据的软件可以表明段是连续的,因为它们确实存储在内存中,但整合了测量间距的视图通常更加有用。通过只存储与每次触发相关的段,数字转换器可以删除3.5M个以上的数据样本,而这些样本本来是要在记录死区时间的每个实例中消耗掉的。

如果两个采集段之间的数据比较重要,那就应该采用ABA模式,如图3所示。在这种模式下,数据使用两种不同的采样率进行记录。ABA模式从每个输入端产生两个数据通道。主数据通道被称为"B"通道,采用多段记录采集模式,针对检测到的每次触发记录一段数据。B通道数据采集采用选定的采样率。每二个数据通道被称为"A"数据通道,采用分频的采样时钟连续运行,用于采集较慢的连续信号。A、B数据间的时间同步是基于采集到的时间戳完成的。结果显示在整个运行时间内用较慢的A采样时钟实现了完整的信号采集,同时在每次触发事件点会产生以较高速率采样的B段数据,并且对感兴趣的区域提供了更多的信息。



图3:使用双时基ABA采集模式采集的同一超声波脉冲。注意,下方的"A"轨迹是以较低采样率采集的连续信号数据,上方的轨迹是以较高(B时基)采样率采集的单个段。

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