0.85~1.2GHz信号采集组件的设计与实现文献综述
2020-04-15 16:56:47
目的:
本次设计的0.85~1.2GHz信号采集组件的目的是利用单片机的A/D和D/A 转换,采集显示被测量的信号波形。为了方便对微波信号的采集研究,实现一个基于单片机的简易采集组件。
意义:
微波在工农业生产、科学研究、医学、生物学以及人民生活等方面都有广泛的应用,一个简单的微波采集组件,方便我们对产品的研究了解和实验的信号测量,且基于单片机的采集系统,价格低廉,易于实现。
国内外的研究现状分析:
数据采集系统通过采集传感器输出的模拟信号并转换成数字信号后,进行分析、处理、传输、存储和显示。它起始于20世纪中期,在过去几十年里,随着信息领域各种技术的发展,在数据采集方面也取得了长足的进步,采集数据信息化是数据采集技术发展的主流方向。目前,数据采集器的研究在国外已经相当成熟,且数据采集器的种类不断增多,功能越来越强大,主要表现为体积小、功能多样和使用方便等优点。信号采集系统的实现主要有一下几种方式:(1)基于单片机。这种方法实时性较差,主要应用于对实时性要求不高的场合[1]。(2)基于DSP。DSP芯片具有很强的运算能力,这种方法采集精度高,处理能力强,可以实现对采集信号快速精确的处理[2]。(3)基于ARM。ARM芯片具有很强的处理能力和控制能力,并且功耗低,同时拥有操作系统和应用方面的支持,开发难度小。(4)基于FPGA。FPGA具有强大的逻辑功能,能对多路信号进行并行处理,接口灵活丰富,方便进行系统扩展[3]。以上几种实现方法各有优缺点。
近年来,人们对信号的采集越来越重视,且对采样系统的精度要求越来越高。因为采样结果精度的高低直接影响人们的对模拟信号的分析,进而影响到人们所采用的措施。随着电子技术的不断发展,为了提高数据处理系统的整体性能,具有高密度、高精度、高速度、低功耗和低价位的芯片正在成为主流应用发展趋势[4]。如MAXIM公司的MAX108芯片,采样精度为8bit,采样率可达1Gsps,带有片上2.2GHz采样/保持放大器;美国国家半导体公司生产的ADC08X300芯片,8位采样精度,采样速率最大能够达到3Gsps;美国仙童半导体公司生产的SPT7760系列器件,具有8位采样精度,采样速率能够达到1Gsps。国外的高速数据采集器生产单位较多且仪器性能优良,但其价格昂贵。由于电子技术涉及的领域越来越广,国内市场对数据采集器的需求日益增多,近年来,国内有些单位也制造了一些采样器,但是性能不高,价格却很高,普遍存在的问题是体积大,不易携带。