利用信號平均技術(shù)，消除噪聲干擾，提升重復信號采樣的精準度

　　PCIe-9852數據平均模式最大的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是節約很多存儲空間。在主機上利用軟件進(jìn)行信號平均，需要為N(每個(gè)軌跡的采樣點(diǎn))x R(重觸發(fā)次數)個(gè)采樣預留內存空間，而PCIe-9852數據平均模式僅需要預留為N個(gè)采樣預留內存空間，因為每個(gè)采樣都會(huì )存儲在相同的板載緩沖中，并且在平均之后才交給主機。由于數據變得更小，因此，信號平均模式的數據傳輸時(shí)間花費更少。

　　同時(shí)，相比利用軟件來(lái)處理信號平均，信號平均模式可以減少CPU的負荷。由于信號平均模式是基于FPGA的，因此整個(gè)計算過(guò)程都是獨立于CPU完成的。

　　下表比較了采用不同的解決方案(一個(gè)基于軟件，一個(gè)基于FPGA)后的測試結果。其中PCIe-9852采集的是一個(gè)2.0Vpp，200kHz的連續正弦波，且使用了100個(gè)重觸發(fā)事件。PCIe-9852的采樣率為200MS/s，每次采集的數據總量為100kS。結果表明，信號平均模式優(yōu)于基于軟件的解決方案。當數據量和重觸發(fā)次數增加時(shí)，或者測試平臺采用的是低功耗的處理器時(shí)，信號平均模式的優(yōu)勢將更加明顯。

　　下面的框圖顯示了使用信號平均模式和基于軟件的信號平均的處理規則。

　　3 分布式光纖測溫(DTS)中的成功應用

　　分布式光纖測溫(DTS)是一個(gè)非常典型的、得益于信號平均技術(shù)的應用。DTS是采用基于光時(shí)域反射(OTDR，Optical Time-Domain Reflectmeter)的測量?jì)x器，通過(guò)光纖來(lái)測量溫度，從而取代了傳統的熱電偶或熱敏電阻。采用DTS的解決方案，除了可以獲得準確的溫度數據，還可以節省大量的成本。通過(guò)采用脈沖激光耦合器，DTS可以測量長(cháng)達30km的光纖。當特定區域的溫度變化時(shí)，光的波長(cháng)會(huì )發(fā)生變化，并以反向散射光的形式在光纖中傳播。通過(guò)對反向散射光的精確測量可以獲得準確的溫度變化數據。

　　如此高速的重復信號，其攜帶的噪聲已經(jīng)達到令人望而卻步的水平，而由一個(gè)高速高精度的數字化儀來(lái)處理這樣的信號是非常理想的解決方案，并且對于這樣的應用來(lái)說(shuō)，信號平均功能是非常重要的因素。凌華科技PCIe-9852是一款2通道200MS/s 14位高速數字化儀，非常適合DTS的應用。PCIe-9852的2個(gè)模擬輸入可以同步接收斯托克斯和反斯托克斯光，并且其高精度采樣率可以輕易滿(mǎn)足30km以上的檢測距離。此外，通過(guò)數據平均模式提供的板載信號平均可以從復雜的環(huán)境中提取出極其微小的檢測數據。

　　小常識：高速數字化儀又稱(chēng)基于計算機的示波器，它具有開(kāi)放的架構和靈活的軟件，具有傳統的獨立示波器所不具備的幾大優(yōu)勢。 高速數字化儀能執行示波器、光譜分析儀、瞬態(tài)記錄器等儀器上的測量，但比傳統儀器速率更高。分辨率從8到21位不等的數字化儀，其低抖動(dòng)時(shí)鐘可提高測量的精度及穩定性。

　　此外，高速數字化儀還具有先進(jìn)的定時(shí)和同步硬件，使您可以輕松開(kāi)發(fā)出高通道數系統并將其與其它儀器集成，如任意波形發(fā)生器、數字I/O和圖像采集設備。