利用信號平均技術(shù)，消除噪聲干擾，提升重復(fù)信號采樣的精準(zhǔn)度

　　PCIe-9852數(shù)據(jù)平均模式最大的一個優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)約很多存儲空間。在主機(jī)上利用軟件進(jìn)行信號平均，需要為N(每個軌跡的采樣點(diǎn))x R(重觸發(fā)次數(shù))個采樣預(yù)留內(nèi)存空間，而PCIe-9852數(shù)據(jù)平均模式僅需要預(yù)留為N個采樣預(yù)留內(nèi)存空間，因?yàn)槊總€采樣都會存儲在相同的板載緩沖中，并且在平均之后才交給主機(jī)。由于數(shù)據(jù)變得更小，因此，信號平均模式的數(shù)據(jù)傳輸時間花費(fèi)更少。

　　同時，相比利用軟件來處理信號平均，信號平均模式可以減少CPU的負(fù)荷。由于信號平均模式是基于FPGA的，因此整個計(jì)算過程都是獨(dú)立于CPU完成的。

　　下表比較了采用不同的解決方案(一個基于軟件，一個基于FPGA)后的測試結(jié)果。其中PCIe-9852采集的是一個2.0Vpp，200kHz的連續(xù)正弦波，且使用了100個重觸發(fā)事件。PCIe-9852的采樣率為200MS/s，每次采集的數(shù)據(jù)總量為100kS。結(jié)果表明，信號平均模式優(yōu)于基于軟件的解決方案。當(dāng)數(shù)據(jù)量和重觸發(fā)次數(shù)增加時，或者測試平臺采用的是低功耗的處理器時，信號平均模式的優(yōu)勢將更加明顯。

　　下面的框圖顯示了使用信號平均模式和基于軟件的信號平均的處理規(guī)則。

　　3 分布式光纖測溫(DTS)中的成功應(yīng)用

　　分布式光纖測溫(DTS)是一個非常典型的、得益于信號平均技術(shù)的應(yīng)用。DTS是采用基于光時域反射(OTDR，Optical Time-Domain Reflectmeter)的測量儀器，通過光纖來測量溫度，從而取代了傳統(tǒng)的熱電偶或熱敏電阻。采用DTS的解決方案，除了可以獲得準(zhǔn)確的溫度數(shù)據(jù)，還可以節(jié)省大量的成本。通過采用脈沖激光耦合器，DTS可以測量長達(dá)30km的光纖。當(dāng)特定區(qū)域的溫度變化時，光的波長會發(fā)生變化，并以反向散射光的形式在光纖中傳播。通過對反向散射光的精確測量可以獲得準(zhǔn)確的溫度變化數(shù)據(jù)。

　　如此高速的重復(fù)信號，其攜帶的噪聲已經(jīng)達(dá)到令人望而卻步的水平，而由一個高速高精度的數(shù)字化儀來處理這樣的信號是非常理想的解決方案，并且對于這樣的應(yīng)用來說，信號平均功能是非常重要的因素。凌華科技PCIe-9852是一款2通道200MS/s 14位高速數(shù)字化儀，非常適合DTS的應(yīng)用。PCIe-9852的2個模擬輸入可以同步接收斯托克斯和反斯托克斯光，并且其高精度采樣率可以輕易滿足30km以上的檢測距離。此外，通過數(shù)據(jù)平均模式提供的板載信號平均可以從復(fù)雜的環(huán)境中提取出極其微小的檢測數(shù)據(jù)。

　　小常識：高速數(shù)字化儀又稱基于計(jì)算機(jī)的示波器，它具有開放的架構(gòu)和靈活的軟件，具有傳統(tǒng)的獨(dú)立示波器所不具備的幾大優(yōu)勢。 高速數(shù)字化儀能執(zhí)行示波器、光譜分析儀、瞬態(tài)記錄器等儀器上的測量，但比傳統(tǒng)儀器速率更高。分辨率從8到21位不等的數(shù)字化儀，其低抖動時鐘可提高測量的精度及穩(wěn)定性。

　　此外，高速數(shù)字化儀還具有先進(jìn)的定時和同步硬件，使您可以輕松開發(fā)出高通道數(shù)系統(tǒng)并將其與其它儀器集成，如任意波形發(fā)生器、數(shù)字I/O和圖像采集設(shè)備。