Dewesoft数据采集技术说明

2021 2月8日

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产品新闻Dewesoft通过为SIRIUS XHS产品线开发的HybridADC技术一劳永逸地解决了这个问题。该技术允许用户选择三种操作模式：

高带宽模式（滤波器关闭）：5 MHz带宽和15 Ms/s采样率，SIRIUS XHS可以完美地获取脉冲、阶跃和平方信号，而不会出现任何振铃或过冲。该模式非常适合瞬态记录和功率分析。这种行为类似于典型的SAR ADC，除了较高的采样率和带宽。

无别名、高动态模式：采样频率高达1.875 MHz，带宽高达1 Ms/s，动态范围150 dB。数据完全没有别名，因此所有更高的频率都被完全拒绝。这种带宽接近奈奎斯特准则的无混叠滤波器用于诸如声音和振动的信号的频域分析。方波和其他脉冲信号上存在一些振铃/过冲。这种行为类似于经典的Sigma-Delta ADC，只是具有更高的采样率和带宽。

无环滤波：此外，Dewesoft提供无环滤波器，在脉冲信号上没有过冲，同时仍保持无混叠采集。由于截止频率自动设置为采样频率的20%，因此测量保持无混叠。

HybridADC简介视频

要知道的另一件非常重要的事情是，每个通道可以单独设置为这些模式中的任何一种，并设置为不同的采样率。因此，工程师不必在一种仪器或另一种仪器之间进行选择，但他们可以在所有最重要的应用中使用一台Dewesoft仪器。

尽管工程师可能会选择一些信道为高带宽，一些信道为无混叠信道，甚至选择不同的采样率，但滤波的设计方式应确保所有信号都与零相移完全时间对准。

Dewesoft混合ADC技术是数据采集领域向前迈出的一大步。它将无环高速采样与高动态范围、抗混叠性能相结合，用一台仪器覆盖所有主要DAQ应用。

Dewesoft徽标

了解更多信息：

什么是ADC转换器？

ADC转换器的类型

SIRIUS®XHS技术

SIRIUS®XHS高速数据采集系统采用了Dewesoft的混合ADC技术（如上所述），具有额外的先进功能。该仪器看起来与自2010年以来推出的著名SIRIUS DAQ相同，但该系统由完全重新设计的心脏和大脑组成。

SIRIUS XHS高速数据采集系统

SIRIUS XHS提供了最高的DAQ性能和通用性，包括：

革命性的混合ADC技术以每信道15 MS/s的速度和5 MHz的带宽将模拟信号转换为数字信号。它还能够执行无环高带宽、16位采样和24位无混叠∑-Δ型采样，每个信道的带宽高达1 MHz。

重新设计的放大器支持混合ADC的更高带宽。

一个功能强大的FPGA，带有运行在Linux操作系统上的ARM处理器。

一种具有更好的电流隔离技术的新主板，用于通道间和通道对地隔离。

升级的数据传输接口（USB 3.0和GLAN），支持高速数据流到磁盘。工程师可以将所有八个通道设置为每通道15 MS/s，并通过USB 3.0将其连续流式传输到磁盘。

现代数据接口，如USB 3.0、GLAN、XCP、CAN和OPC UA，以及PTP v2同步，允许开放和灵活的连接。

SIRIUS XHS也向后兼容，它可以与任何其他Dewesoft DAQ系统同步，如标准SIRIUS、KRYPTON、IOLITE、DEWE-43等。

PTP时间同步

PTP v2是最新版本的精确时间协议（PTP），它专门用于Dewesoft SIRIUS XHS系统，其中时钟主机用于同步计算机网络上的所有时钟。

PTP v2在整个局域网中提供约1µs的时钟精度。PTP v2比2002年发布的原始PTP v1向前迈进了一大步。PTP v3具有数据采集应用所需的时间精度和稳定性。

多个SIRIUS XHS设备可以使用PTPv2、IRIG或PPS信号彼此同步。每个设备都可以作为时钟主机或从机，允许独立操作。

SIRIUS XHS PTP同步SIRIUS X HS系统可以通过PTP v2同步在一起

整个PTP v2网络可以参考任何外部时间源（如IRIG、GPS PPS、NTP等），以便网络上的所有设备都参考该时钟。PTP v2已被金融交易服务提供商、手机塔运营商、配电系统和其他要求比NTP更高时间精度但可能无法轻松访问GPS PPS的网络迫切采用。

当您有多个SIRIUS XHS设备时，可以使用外部时钟提供程序

应用说明

案例研究

数据采集（DAQ）

作者

由数据采集专家格兰特·马洛伊·史密斯撰写

在这篇文章中，我们将了解Dewesoft发明和开发的最重要的数据采集技术，详细描述这些技术，您将：

了解Dewesoft DAQ的主要技术

了解他们的操作原理以及他们是如何形成的

了解他们如何改进DAQ流程及其测量

以下是我们将在本文中讨论的主题：

跳转到分区

DualCoreADC®技术

HybridADC技术

SIRIUS®XHS数据采集系统

PTP时间同步

SuperCounter®技术

电流隔离技术

同时多域测量

DewesoftX数据采集软件

超越模拟信号扩展DAQ系统

具有即时查看功能的庞大数据集

适用于恶劣环境的KRYPTON®仪器

用于集成数据采集和控制的IOLITE®仪器

DualCoreADC®技术

多年来困扰工程师的一大挑战是为某些频道设置最佳增益。例如：如果我们的信号通常小于5伏，但有时会急剧上升到100伏，那该怎么办？如果我们将ADC（模数转换器）的分辨率设置为适应0-5V数据，那么当信号超过该值时，系统将完全过载。但如果我们将增益设置为100V，那么当信号在5V以内时，振幅轴分辨率将很差。

一种解决方案是使用设置为不同增益的两个通道，并将其中一个通道用于0-5V数据，将另一个通道用作较高振幅数据。但这是非常低效的-我们不可能为每个输入信号使用两个通道-我们需要两倍的DAQ系统才能完成相同的工作。此外，这将使每次测试后的数据分析更加复杂和耗时。

这个增益问题没有好的解决方案。直到

DualCoreADC技术方案-每个信道中有两个24位ADC Dewesoft的DualCore ADC技术在每个信道中放置两个24比特ADC，以实现惊人的160dB动态范围

Dewesoft的DualCoreADC®技术通过每个通道使用两个独立的24位ADC，并在它们之间实时自动切换，创建一个无缝通道，解决了这个问题。这两个ADC总是测量输入信号的高增益和低增益。这导致传感器的全部可能测量范围，并防止信号被削波。

解释了DualCoreADC技术

这不仅适用于动态信号：即使是像大多数热电偶那样的非常慢的信号，具有尽可能高的振幅轴分辨率也是至关重要的。

想象一个热电偶能够在1500°范围内测量：ADC的振幅轴越多，温度信号的分辨率就越高。请记住，每一位有效地使垂直轴分辨率加倍。Dewesoft的DualCoreADC技术是在以尽可能高的动态范围进行测量的科学中向前迈出的重要一步，无论信号在给定时间点有多大或多小。

采用DualCoreADC技术，SIRIUS数据采集系统的信噪比超过130 dB，动态范围超过160 dB。这比噪声低20倍的典型24位系统好20倍。Dewesoft的基于DualCoreADC的SIRIUS DAQ系统提供每个信道高达200kS/s的采样率。SIRIUS DualCoreADC以独特而强大的方式将模拟波形转换为数字波形。

但是，如果您需要一个系统，该系统提供具有高动态范围和抗锯齿能力的信道，但在其他信道上的采样率要高得多，该怎么办？请参阅本文中关于混合ADC技术的部分。

HybridADC技术

多年来，工程师们一直面临德尔塔-西格玛ADC（模数转换器）和SAR ADC（逐次逼近）之间的艰难选择。

虽然Δ-∑ADC提供了惊人的动态范围、24位分辨率和内置抗混叠能力，但SAR ADCs提供了更高的带宽和完美的脉冲信号（如方波）再现。

SAR ADC Delta Sigma ADC

最高采样率不如SAR高

通常限制为16位分辨率24位分辨率高得多

处理方波而不产生振铃/过冲正弦/自然波形的理想选择

无内置AAF方波引起振铃

内置AAF

需要同时使用高速采样和高分辨率抗混叠滤波器的应用程序被迫牺牲其中一种功能。或者购买两个完全独立的DAQ系统，以处理这些不同的需求。

Dewesoft用H一劳永逸地解决了这个问题