例 高速数据采集技术一 采样数据处理方式 自动化工程学院
第1页 高速数据采集技术— 采样数据处理方式 自动化工程学院
网 采样数据处理方式 >学习目标 >了解三种采样数据处理方式： 峰值采样/平均采样/随机采样
第2页 学习目标 采样数据处理方式 了解三种采样数据处理方式： 峰值采样/平均采样/随机采样
采样数据处理方式 >采样数据抽取 如何根据时基档位来显示采样数据呢？ 数据显示依据 TLdfa T、=L,Jf≥Td 显示时间=显示长度/显示采样率 随着时基档位变大，在屏幕上显示的一幅波形时间 T就变长，f变小，而存储采集数据存储器的容量 L、一定，只能通过对ADC输出的采集数据进行抽取 来降低存储波形的采样率∫。反之，就需要插值
第3页 采样数据处理方式 采样数据抽取 Td =Ld /fd 显示时间=显示长度/显示采样率 数据显示依据 如何根据时基档位来显示采样数据呢？ 随着时基档位变大，在屏幕上显示的一幅波形时间 Td就变长，fd变小，而存储采集数据存储器的容量 Ls一定，只能通过对ADC输出的采集数据进行抽取 来降低存储波形的采样率fs 。反之，就需要插值。 Ts =Ls /f s ≥ Td
采样数据处理方式 >普通采样（直接抽取） N倍直接抽点：从一组采样数据中每N个 采样点抽取1个作为存储或显示所使用的 方式。 Decimated samples 注： original 只应用抽取的采样点组成 samples 一个新的采样数据组，抽 取剩下的采样点直接去除。 “Sample” Decimation Samples transferred to acquisition memory
第4页 采样数据处理方式 普通采样（直接抽取） N倍直接抽点：从一组采样数据中每N个 采样点抽取1个作为存储或显示所使用的 方式。 注： 只应用抽取的采样点组成 一个新的采样数据组，抽 取剩下的采样点直接去除
采样数据处理方式 >普通采样（直接抽取） N倍直接抽点：从一组采样数据中每N个 采样点抽取1个作为存储或显示所使用的 方式。 特点： 抽取方式简单，但会 毛刺 丢失波形细节，有效 分析带宽会降低。 抽取后的毛刺 可能消失！
第5页 采样数据处理方式 普通采样（直接抽取） N倍直接抽点：从一组采样数据中每N个 采样点抽取1个作为存储或显示所使用的 方式。 特点： 抽取方式简单，但会 丢失波形细节，有效 分析带宽会降低。 毛刺 抽取后的毛刺 可能消失！
采样数据处理方式 >普通采样（直接抽取) 注意： 1、抽取是非时不变的处理 2、抽取不会引起时域信号的振幅损失 3、当抽取可能使得新采样率小于2B时， 在抽取处理前要考虑低通滤波 优点： 1、减少计算工作量 2、减少处理时间 3、减少硬件成本（低速硬件) 4、减少能耗（特别是电池供电系统)
第6页 采样数据处理方式 普通采样（直接抽取） 注意： 1、抽取是非时不变的处理 2、抽取不会引起时域信号的振幅损失 3、当抽取可能使得新采样率小于2B时， 在抽取处理前要考虑低通滤波 优点： 1、减少计算工作量 2、减少处理时间 3、减少硬件成本（低速硬件） 4、减少能耗（特别是电池供电系统）
采样数据处理方式 >峰值采样 N倍峰值抽点：从一组采样数据中每N个 采样点里抽取1对最大值和最小值作为存 储或显示所使用的方式 Decimated samples 注： original samples 只应用采样的最值组成一 个新的采样数据组，原始 Peak Peak Peak 的采样点直接去除。 “Sample” Decimation Samples transferred to acquisition memory
第7页 采样数据处理方式 峰值采样 N倍峰值抽点：从一组采样数据中每N个 采样点里抽取1对最大值和最小值作为存 储或显示所使用的方式。 注： 只应用采样的最值组成一 个新的采样数据组，原始 的采样点直接去除。 Peak Peak Peak
采样数据处理方式 >峰值采样 N倍峰值抽，点：从一组采样数据中每N个 采样，点里抽取1对最大值和最小值作为存 储或显示所使用的方式。 特点： 抽取需要最值检测器 毛刺 但波形的特征会被记 录下来。这提升了信 抽取后的毛刺 息的有效捕获。 不会消失，被 最值记录了！
第8页 采样数据处理方式 峰值采样 N倍峰值抽点：从一组采样数据中每N个 采样点里抽取1对最大值和最小值作为存 储或显示所使用的方式。 特点： 抽取需要最值检测器， 但波形的特征会被记 录下来。这提升了信 息的有效捕获。 毛刺 抽取后的毛刺 不会消失，被 最值记录了！
采样数据处理方式 >峰值采样 实现原理：在需要抽取的地方加上实时峰 值检测模块。对需要进行抽点的N个数据 依次进行大小比较，找出其中的最大值点 和最小值点。 a max out data in Datadiv clk div b clk in peak_sample min out set num
第9页 采样数据处理方式 峰值采样 实现原理：在需要抽取的地方加上实时峰 值检测模块。对需要进行抽点的N个数据 依次进行大小比较，找出其中的最大值点 和最小值点。 Datadiv peak_sample clk_div a b set_num data_in max_out min_out ADC clk_in 处理模块
采样数据处理方式 >峰值采样 实现仿真图—5抽1 peak process/ready AH h/peak process/data r 15 00 05 03 03 02 01 00 X05X04X03X02X0 1X00 05 AH h/cha datain 40 30 2E 2C 1Z0 24 23 X20 AH N/chb datain 48 45 37 33Y30X2B 20X28X27 25 22 AH_h/data_max_out 45 AH h/data_min_out 6D 6D 58 48 37 Data_valid 注：随着采样率的提升，峰值检 测器的数据从串行转变成了多路 125MHz数据流》 第一级比较模块 最小 最小值 一级最 并行。这在多路并行数据的峰值 数据 比较选择 检测与任意倍数抽取带来了困难。 250MHz数据流 流降 速 器 最小 多级并行比较实现框图 125MHz数据流》 第一级比较模块 一级最天 最天值
第10页 采样数据处理方式 峰值采样 实现仿真图——5抽1 Data_valid 注：随着采样率的提升，峰值检 测器的数据从串行转变成了多路 并行。这在多路并行数据的峰值 检测与任意倍数抽取带来了困难。 数据 流降 速 250MHz数据流 125MHz数据流 125MHz数据流 第一级比较模块 第一级比较模块 第一级最小值 第一级最大值 第一级最小值 第一级最大值 比较选择 器 最小值 多级并行比较实现框图 最大值