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高速數(shù)據(jù)采集卡間接助力新冠疫情防治

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2020年2月25日，國產(chǎn)自主研發(fā)的飛行時間質(zhì)譜儀入選中國醫(yī)學裝備協(xié)會推薦的《新冠疫情防治急需醫(yī)學裝備目錄（第三批）》，國產(chǎn)飛行時間質(zhì)譜助力新冠炎疫情防治起到重要作用。

在快速篩查COVID-19中，飛行時間質(zhì)譜檢測時無需核酸提取及PCR步驟，具有準確、快速、安全、簡便和高靈敏的特點，能夠精準區(qū)別冠狀病毒肺患者和普通肺。同時采樣時只需采集血液，無需采集呼吸道標本，不僅有效保護醫(yī)護人員的安全，而且避免不同被染上的階段采樣部位可能出現(xiàn)病毒量的不足而導致的假陰性結果。一般來說，高速采集卡的任務是快速采集各種類型傳感器輸出的模擬信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸入計算機處理。

飛行時間質(zhì)譜儀是通過離子在一定距離真空無場區(qū)內(nèi)按不同質(zhì)荷比以不同時間到達檢測器，從而建立質(zhì)譜圖的質(zhì)譜儀。經(jīng)典線性飛行時間質(zhì)譜儀包括離子源、飛行管、檢測器及采集記錄系統(tǒng)和真空系統(tǒng)。其中高速數(shù)據(jù)采集卡作為采集記錄系統(tǒng)的一部分，其采集精度的準確度直接關系到之后數(shù)據(jù)的準確，在整個系統(tǒng)中起到非常關鍵的作用。如果對采集卡信號質(zhì)量要求比較高，需要對其做一些噪聲和電磁屏蔽處理。

數(shù)據(jù)采集的基本理論

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采樣過程為了對模擬信號用數(shù)字方法處理，應先將模擬信號數(shù)字化，即進行模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換。模/數(shù)轉(zhuǎn)換過程，包括三個內(nèi)容：一是采樣，二是量化，三是編碼。一個模擬信號首先經(jīng)過預采樣濾波器，對信號進行調(diào)理，然后由采樣器在每個采樣時刻讀出一個數(shù)據(jù)；再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)量化為二進制數(shù)碼，數(shù)據(jù)之后保存到存儲器用于數(shù)字信號處理。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器模/數(shù)轉(zhuǎn)換器是整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心，它的性能直接限制系統(tǒng)的性能。要使設計的系統(tǒng)能滿足工作條件，首先要選對模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。因此，有必要去了解模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的發(fā)展狀況。采樣方式常見的采樣方式可分為“實時采樣”和“等效時間采樣”兩大類。“實時采樣”是在信號存在期間對其采樣。按照采樣定理，采樣速率必須高于信號中較高頻率分量的 2 倍；對于周期性正弦信號，一個周期內(nèi)應該至少有兩個采樣點。“實時采樣”除了通常使用的定時采樣外，還常常使用“等點采樣”，即“變步長采樣”。高速數(shù)據(jù)采集卡形態(tài)目前業(yè)內(nèi)板卡形態(tài)的高速數(shù)據(jù)采集卡，較高的采樣頻率，有5GS/s、8GGS/s、10GS/s或32GS/s等。這種采樣方法不論被測信號頻率為多少，一個信號周期內(nèi)均勻采樣的點數(shù)總共為 N 個。

采集卡的抗干擾問題

以下是魯科數(shù)據(jù)為您一起分享的內(nèi)容，魯科數(shù)據(jù)專業(yè)生產(chǎn)高速數(shù)據(jù)采集板卡，歡迎新老客戶蒞臨。

高速數(shù)據(jù)采集卡可能引進噪音，主要包括來自周圍電子器件的隨機干擾、與激光器發(fā)射相關的電磁干擾和本底基線偏移。本底基線指激光雷達系統(tǒng)的暗背景測量基線，理想情形它是一條水平直線。可是在實際系統(tǒng)中經(jīng)常觀察到起點偏移，我們稱本底基線偏移。這種偏移很小，但是它不穩(wěn)定，它與真實的信號重疊在一起成為測量誤差。為了能探測到污染分子的存在，必須很大的提高系統(tǒng)靈敏度，通常要把激光測量重復幾千次甚至幾萬次以提高信噪比。它們提供了高帶寬，長采集內(nèi)存以及特殊的采集模式以較大程度地利用內(nèi)存，這些緊湊型儀器提供了高速測量和精度較高的分析。同時必須盡量的減小各種干擾，包括這種基線偏移。

實驗證明，減小外觸發(fā)信號可以減小本底基線偏移；說明基線偏移的一個重要來源是外觸發(fā)電壓。其產(chǎn)生的原因可能是板卡設計上的缺陷，外觸發(fā)信號的一部分經(jīng)過分布電容耦合到了信號輸入端。基線偏移的另一個重要來源是激光高壓放電脈沖干擾，它很不穩(wěn)定，與接線情況，地線好壞，板卡設計，溫度濕度等都有關系。選型的關鍵還是看您高速數(shù)據(jù)采集卡做什么用，避免不要盲目選擇數(shù)據(jù)采集卡。

數(shù)據(jù)采集模塊跟數(shù)據(jù)采集卡有什么區(qū)別？

在遠程I/O應用場合

1、樓宇自動化（BuildingAutomation）　樓頂水箱深度、水箱水溫、室內(nèi)煙霧探測、報警開關　2、智能交通　拿地鐵舉例：行車信號燈、二氧化碳濃度監(jiān)測、氧氣濃度監(jiān)測、煙濃度監(jiān)測、排風扇控制　3、水處理系統(tǒng)（WaterManagementSystem）　水位控制監(jiān)測及報警、水流量監(jiān)測、水污染指數(shù)控制、水溫度監(jiān)測　4、高速公路智能系統(tǒng)（IntelligentTransportationforHighways）　車輛通過探測、通行信號燈控制　5、能源管理系統(tǒng)（PowerManagementSystem）　風力發(fā)電站舉例、風速監(jiān)測、風車轉(zhuǎn)速監(jiān)測、電壓監(jiān)測、電流監(jiān)測　6、環(huán)境監(jiān)測（EnvironmentalMonitoring）　溫度、濕度、風速、空氣成分監(jiān)測　7、工廠自動化（FactoryAutomation）　總之：只要是有“自然”界信息的系統(tǒng)，就會涉及到需要I/O。魯科數(shù)據(jù)——專業(yè)生產(chǎn)、銷售高速數(shù)據(jù)采集板卡，我們公司堅持用戶為上帝，想用戶之所想，急用戶之所急，以誠為本，講求信譽，以產(chǎn)品求發(fā)展，以質(zhì)量求生存，我們熱誠地歡迎各位同仁合作共創(chuàng)輝煌。