[发明专利]数据采集卡的等效采样方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据采集卡的等效采样方法，属于测试技术领域。

背景技术

数据采集卡广泛用于信号测量和监控。而一般的数据采集卡具有16位测量精度，远高于数字示波器的8位测量精度。但另一方面，与数字示波器相比，数据采集卡的最高采样率要低得多，这使得数据采集卡的测量时间分辨率要远低于数字示波器。目前数据采集卡的最高采样率一般只有1MHz左右，对应的测量时间分辨率只有约1微秒，这在很多情况下并不能满足高频信号或波形细节测量的需要。

针对这个问题，人们提出对于周期信号采用等效采样的办法加以解决。所述的等效采样方法是针对周期信号的时域重复特点，在不同的时间段进行多次较低采样率的采样，然后将这些低采样率的样本按照跟触发信号的时间关系进行重组，从而真实重构出原始信号波形的数据采集方法。现有的等效采样方法主要有随机等效采样和顺序等效采样两种。所述的随机等效采样方法的采样信号时钟和被采集信号时钟不相关,每次采集时记录下采样信号和采样触发信号之间的时间差, 待数据全部采集完之后, 再根据记录下的时间差来进行信号的重建。顺序等效采样方法是在周期信号的基础上，每次采样都是由某一触发信号来启动, 每次采样时刻相对于触发信号都有一个时间步进, 而步进量又按照顺序依次有规律递增, 这样, 每次采样点相对于触发信号的位置都在按顺序改变。将所有采样值全部取得后, 将样本按顺序进行组合, 即得到采样结果。

为了实现上述等效采样原理，人们研究出了各种技术手段。但现有的技术都要通过复杂的电路和精密的器件来实现，致使大幅增加成本和功耗，不利于推广使用。

发明内容

本发明的目的是，提供一种利用数据采集卡获得高时间分辨率的数据采集卡等效采样方法，以解决现有技术中电路复杂、器件要求高、成本高、功耗大、不易实现、不利于推广使用的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是一种数据采集卡的等效采样方法，其创新点在于：所述等效采样的具体步骤是：

     步骤a、当外部的第1个触发信号到来时，用数据采集卡的第一实时采样率                                                采集两个数据和，其中，是实时采样的最短时间间隔；

     步骤b、当外部的第2个触发信号到来时，用数据采集卡的第二实时采样率采集两个数据和，其中， 是设定的等效采样的时间分辨率，且；

步骤c、当外部的第3个触发信号到来时，用数据采集卡的第三实时采样率采集两个数据和；

步骤d、所述第一实时采样率是数据采集卡的最高实时采样率，而第二实时采样率和第三实时采样率依次递减，并且不断降低数据采集卡的实时采样率，当外部的第个触发信号到来时，由数据采集卡用采样率采集两个数据和，直到完成全部采集，为正整数；

步骤e、将数据采集卡每次采样的第二个数据、、、…取出来，并按采样的顺序进行组合，就获得了测量时间分辨率为的等效采样结果。

在上述技术方案中，所述数据采集卡每次采样的第一个数据、、、…的采集时刻与触发时刻相同。

在上述技术方案中，外部的触发信号的位相与数据采集卡实施等效采样的被测信号的位相是相同的。

在上述技术方案中，所述等效采样的时间分辨率的最小值为数据采集卡的1个时钟周期。

本发明所具有的积极效果是：由于采用上述的等效采样方法后，只是通过设置数据采集卡每次采样的采样率，并将每次采样的第二个数据取出来并按采样顺序进行组合，以获得数据采集卡的测量时间分辨率，不需要任何附加电路即可实现数据采集卡的等效采样，降低了采样成本和功耗，易于实现，也便于推广使用。

附图说明

图1是本发明等效采样方法的原理图；

图2是利用本发明的等效采样方法对100kHz正弦波信号进行等效采样的测量结果；

图3是利用本发明的等效采样方法对100kHz方波信号上升沿细节进行等效采样的测量结果。

具体实施方式

以下结合附图以及给出的实施例，对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。

如图1所示，一种数据采集卡的等效采样方法，所述等效采样的具体步骤是：

     步骤a、当外部的第1个触发信号到来时，用数据采集卡的第一实时采样率采集两个数据和，其中，是实时采样的最短时间间隔；

     步骤b、当外部的第2个触发信号到来时，用数据采集卡的第二实时采样率采集两个数据和，其中， 是设定的等效采样的时间分辨率，且；