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由多路復(fù)用器引發(fā)的多通道模擬量采集結(jié)果偏差大的解決方法 - Part III

發(fā)布日期:2017-11-29 16:55  來源:上海恩艾儀器有限公司
硬件: Multifunction DAQ (MIO)>>Portable>>USB-6259
 
問題:
 
我在使用NI的數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行多通道數(shù)據(jù)采集,如果每次只對一個(gè)通道的信號進(jìn)行采集,既每個(gè)任務(wù)只有一個(gè)被測物理通道,測量結(jié)果很理想;一旦一個(gè)采集任務(wù)中包含有多個(gè)通道,往往出現(xiàn)某些通道的測量值與真實(shí)值偏差很大,相鄰?fù)ǖ篱g出現(xiàn)干擾,某個(gè)通道采集結(jié)果出現(xiàn)了另外一個(gè)通道的波形特征等現(xiàn)象,導(dǎo)致測量出錯(cuò);并且采樣速率越高,偏差越大。這個(gè)問題如何解決?
 
解答:
 
Part III:
 
6)使用外部電容,等效降低源阻抗(只適用直流信號)。

 
圖12. 在板卡外部使用外接電容
 
參考場景1)中的案例,對Source0、Source5、Source6測量,采用AI0->AI5->AI6掃描序列,圖6b顯示,測量失敗,Source5的測量受Source0影響嚴(yán)重,因?yàn)闇y量AI5時(shí),MUX只在AI5停留11us,意味著的建立時(shí)間只有11us。如果沒有Cext,在這11us內(nèi),Source5直接對內(nèi)部等效電容C充電/放電,由于Source5內(nèi)阻很大,若11us內(nèi)不能完成電壓建立,則測量出錯(cuò);如果使用外部電容,在Source5和Source5的GND間并聯(lián)電容Cext,除了MUX接到AI5上的11us,其他989us的時(shí)間,Source5都在給Cext充電,當(dāng)MUX再次接到AI5上,電容Cext上的能量用于放大器電壓建立,會(huì)縮短建立時(shí)間,Source5的等效阻抗降低,測量性能得到極大改善,測量結(jié)果如圖13所示。

 
圖13. Source0(左)、Source5(中)、Source6(右)同時(shí)測量,采樣率1000,DIFF
 
此方法也只適用于采樣速率不高的場合,作用范圍比改變Convert Rate的頻率范圍廣,而且待測通道數(shù)越多,掃描序列越長,作用越明顯。但只適用直流場合。
 
Note:
當(dāng)測量較高的電壓,通常使用電阻分壓法將電壓降到DAQ板卡量程內(nèi)測了,很容易造成信號源輸入阻抗高的應(yīng)用場景;而且當(dāng)使用板卡進(jìn)行一些分壓式傳感器測量時(shí)(例如熱電阻、汽車尾氣傳感器等電阻型傳感器),都需要對分壓電路電阻兩端電壓進(jìn)行測量,此時(shí)信號阻抗通常都很大。此種情況下本文提出的方法對測量結(jié)果準(zhǔn)確性的提高都有積極作用。
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