基于光纖通信的分布式高速高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2．3 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理設(shè)計(jì)
在系統(tǒng)的后端，實(shí)時(shí)解算卡上FPGA內(nèi)的數(shù)十個(gè)DSP核可對(duì)光纖通道接收到的高速數(shù)據(jù)進(jìn)行并行解算，以得到部分波形參數(shù)，然后由上位機(jī)
軟件據(jù)此進(jìn)行二次計(jì)算，便可得到所有波形參數(shù)。此外，在實(shí)時(shí)解算卡上還有大容量的DDRSDRAM，可以使每根光纖上傳來(lái)的數(shù)據(jù)緩存數(shù)十秒鐘，也就是說(shuō)：上位機(jī)軟件可以捕捉寬達(dá)數(shù)十秒鐘的數(shù)據(jù)回放，亦可實(shí)時(shí)顯示某張卡的原始波形。

3 采樣精度測(cè)試
測(cè)試信號(hào)源可使用Agilent公司的33250A型信號(hào)發(fā)生器，該型號(hào)在DC～20 kHz頻率范圍內(nèi)所產(chǎn)生的波形總諧波失真度為0．04％(即萬(wàn)分之四)。信號(hào)源輸出與測(cè)試電路之間可用50歐阻抗的同軸電纜相連接。
測(cè)試方法采用曲線擬合法，即由軟件基于時(shí)域的原始數(shù)據(jù)，并用最小二乘法擬合出理想(無(wú)諧波失真)波形，再由理想波形與采樣原始數(shù)據(jù)做差后放大100倍生成一條新的曲線，然后計(jì)算該曲線幅度與原始波形幅度的相對(duì)大小，即可準(zhǔn)確反映系統(tǒng)采樣誤差的大小。

圖6所示是上位機(jī)軟件采用曲線擬合方式驗(yàn)證本采集系統(tǒng)采樣精度的測(cè)試圖。圖中的兩條正弦曲線分別為原始采樣信號(hào)和擬合曲線(由于誤差甚小，兩條曲線幾乎完全重合在一起)，而圖6中間位置的曲線是原始樣點(diǎn)與擬合樣點(diǎn)之差再乘以100后形成的誤差曲線。從圖6可以看出，其誤差曲線的峰值大小不超過(guò)0．4格，信號(hào)峰值幅度為6格，因此，其采樣誤差為：

即大約萬(wàn)分之七，可以滿足千分之一以下的采樣精度要求。

4 結(jié)束語(yǔ)
本文介紹了一種高精度(16-bit)、高速(4MSPS／每通道)，并采用光纖通信的分布式多通道數(shù)據(jù)采集與實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，同時(shí)并經(jīng)過(guò)最小二乘曲線擬合法進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果證明，本系統(tǒng)的采樣精度可以達(dá)到千分之一以下。