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什么是高速數(shù)字化儀?

更新時(shí)間:2025-07-12      瀏覽次數(shù):42

高速數(shù)字化儀是一種像示波器一樣讀取電信號(hào)波形并將其捕獲為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的設(shè)備。

示波器主要用于觀察波形,而數(shù)字化儀內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器,通過采樣和量化將模擬信號(hào)數(shù)字化。采集大量數(shù)據(jù)后,數(shù)字化儀會(huì)將其高速導(dǎo)入PC,并在PC端進(jìn)行顯示和分析,因此非常適合需要高吞吐量數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)處理的測(cè)量。

高速數(shù)字化儀的應(yīng)用

高速數(shù)字化儀是用于學(xué)術(shù)研究、檢查工業(yè)組件和電路板以及并入各種設(shè)備的機(jī)器。

1. 研究

高速數(shù)字化儀應(yīng)用于大型物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備,用于以下領(lǐng)域的物理研究:

  • 脈沖功率

  • 核物理學(xué)

  • 定向能

  • 凝聚態(tài)

  • 原子/分子/光物理學(xué)

具體設(shè)備包括加速器、核聚變反應(yīng)堆、脈沖磁鐵和射電望遠(yuǎn)鏡。

此外,它還在化學(xué)領(lǐng)域用于TOF-MS質(zhì)譜儀和AFM(原子力顯微鏡),以及在生物領(lǐng)域作為細(xì)胞分選器使用的嵌入式設(shè)備。

2. 行業(yè)

高速數(shù)字化儀還用于各種工業(yè)應(yīng)用,包括:

  • 汽車?yán)走_(dá)

  • 激光雷達(dá)

  • 醫(yī)療設(shè)備(MRI、OCT)

  • 超聲波測(cè)量設(shè)備/超聲波無(wú)損檢測(cè)設(shè)備

  • 光纖傳感

  • 光譜儀

  • 航天

數(shù)字化儀還用于檢查下面列出的組件和電路板。

  • 二極管等的檢查和測(cè)量。

  • 模擬/數(shù)字混合信號(hào)的同步測(cè)量

  • 超聲波測(cè)量

  • 電工鋼板磁性能測(cè)量

  • 渦輪葉片振動(dòng)評(píng)估試驗(yàn)

高速數(shù)字化儀的原理

1.概述

高速數(shù)字化儀是一種將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)等的設(shè)備。數(shù)字化儀
由 A/D 轉(zhuǎn)換器、前置放大器、存儲(chǔ)器和計(jì)算機(jī)的控制機(jī)制組成,可以輕松地在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行各種處理。

設(shè)備形狀有嵌入PC等的印刷電路板、通過以太網(wǎng)等連接PC進(jìn)行控制的箱狀測(cè)量?jī)x,與示波器不同,不是獨(dú)立型。

2. 功能

高速數(shù)字化儀的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸速度高達(dá) 3.5GB/s(示波器高達(dá) 5MB/s)。輸入通道數(shù)因產(chǎn)品而異,范圍從 1 個(gè)到最多 128 個(gè)。具有多個(gè)獨(dú)立通道的數(shù)字化儀具有獨(dú)立的輸入放大器和獨(dú)立的 AD 轉(zhuǎn)換器,可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立和同步采樣。

3. 測(cè)量要素

數(shù)字化儀測(cè)量由以下基本元素組成:

  • 輸入范圍:輸入電壓范圍

  • 輸入阻抗

  • 采樣頻率:每秒將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的次數(shù)。

  • 轉(zhuǎn)換位深度:轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)的位深度

此外,配備 FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)的數(shù)字化儀本身可以執(zhí)行各種信號(hào)處理。例如,通過使用平均器功能,可以將周期信號(hào)的積分值和積分后的平均值輸出到 PC。該平均器功能可以消除隨機(jī)噪聲成分,讓您可以對(duì)周期信號(hào)進(jìn)行積分和觀察。

高速數(shù)字化儀的類型

各家制造商提供種類繁多的高速數(shù)字化儀產(chǎn)品。如上所述,它們的形狀各異,例如嵌入式板卡產(chǎn)品和盒式產(chǎn)品。

分辨率(定義零件數(shù)字化的精細(xì)程度)以位表示,大多數(shù)產(chǎn)品的分辨率為 8 到 14 位。8 位、10 位、12 位和 14 位分辨率分別表示可以區(qū)分 256、1,024、4,096 和 16,384 個(gè)零件。

此外,還需要考慮采樣頻率、是否搭載FPGA等各種因素,需要根據(jù)具體應(yīng)用選擇合適的方案。



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