第六节数据采集系统的误差分析

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数据采集系统的误差分配举例
1方案选择 设计一个数据采集系统，一般先给定一些特征条件， 根据条件，初步确定通道的结构方案和选择元器 件。 2误差分配 根据通道的总精度要求，给各个环节分配误差，以 便选择元器件。通常传感器和信号放大电路所占 误差比例最大 3初选元器件与误差估算 选择元器件精度的一般规则：每一个元器件的精度 指标应优于系统的某一最严规格的性能的10倍左 右。
数据采集系统的误差分析
为了正确选择、 使用各种集成电路，合理的设计 数据采集系统，应了解系统中各部分的误差来源
数据采集系统的误差主要包括： 模拟电路误差 采样误差 转换误差
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采样误差 采样频率必须大于信号最高有效频率的两倍
◆ 为了避免输入信号中杂散频率分量的影响： 1在采样处理之前，用截止频率为最高有效 频率的低通滤波器，进行滤波。2提高采样 频率的方法消除混叠误差。 ◆ 采样是个动态过程 ◆ 系统通过速率的倒数为吞吐时间 ◆ 为了消除系统在转换过程的动态误差，模 拟开关对n路信号顺序进行等速切换时，采 样周期至少为n倍的吞吐时间。
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A/D转换器的误差
A/D转换器的静态误差 1量化误差 2失调误差 3增益误差 4非线性误差
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Fra Baidu bibliotek
A/D转换器的速度对误差的影响
A/D转换器速度用转换时间表示。 选用A/D转换器时必须考虑到转换时间满足系 统通过率的要求。 A/D转换器分为：高速 快速 低速
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采集数据系统误差计算
◆ 误差项在五项以上，按均方根形式综合 ◆ 误差项在五项以下，按绝对值和的方式综 合
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4初步选定各个元器件之后，还要根据各个元器件的 技术特性和元器件之间的相互关系核算实际误差， 并且按绝对值和的形式或方和根形式综合各类误 差，检验总误差是否满足给定的指标。
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模拟开关的导通电阻越大——信号在开关上的压降越大——误 差越大 导通电阻的平坦度面表明导通电阻的起伏，导通电阻的变化会 使放大器或采样/保持器的输入信号波动，引起误差。 2多路模拟开关泄露电流引起的误差 当某一路接通时，其余各路均断开，他们的泄露电流都经过到 通的开关和这一路的信号源流入地。 3采样保持器衰减率引起的误差 在保持阶段，保持电容的漏电流会使保持电压不断衰减。
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使用重叠采样方式，在A/D转换器的转换和数据输 出的同时，切换模拟开关采集下一路信号，可提高 每个通道的吞吐率。 设计数据采集系统选择器件时： 必须使器件的速度指标满足系统通过率的要求； 模拟开关、采样/保持器和A/D转换器的动态参数必 须满足系统的吞吐时间。
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模拟电路的误差
1模拟开关导通电阻的误差：