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(guó)產(chǎn)自主研發(fā)的飛行時(shí)間質(zhì)譜儀入選中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備協(xié)會(huì)推薦的《新冠疫情防治急需醫(yī)學(xué)裝備目錄（第三批）》，國(guó)產(chǎn)飛行時(shí)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新冠病毒中，飛行時(shí)間質(zhì)譜檢測(cè)時(shí)無(wú)需核酸提取及PCR步驟，具有準(zhǔn)確、快速、安全、簡(jiǎn)便和高靈敏的特點(diǎn)，能夠精準(zhǔn)區(qū)別冠狀病毒肺患者和普通肺。同時(shí)采樣時(shí)只需采集血液，無(wú)需采集呼吸道標(biāo)本，不僅有效保護(hù)醫(yī)護(hù)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(dǎo)致的假陰性結(jié)果。較小有效位(lsb)表示可以檢測(cè)到的較小間隔，對(duì)于12位數(shù)字轉(zhuǎn)換器，較小有效位為1/4096或2。

飛行時(shí)間質(zhì)譜儀是通過(guò)離子在一定距離真空無(wú)場(chǎng)區(qū)內(nèi)按不同質(zhì)荷比以不同時(shí)間到達(dá)檢測(cè)器，從而建立質(zhì)譜圖的質(zhì)譜儀。經(jīng)典線性飛行時(shí)間質(zhì)譜儀包括離子源、飛行管、檢測(cè)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(zhǔn)確度直接關(guān)系到之后數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，在整個(gè)系統(tǒng)中起到非常關(guān)鍵的作用。同時(shí)采樣時(shí)只需采集血液，無(wú)需采集呼吸道標(biāo)本，不僅有效保護(hù)醫(yī)護(hù)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(dǎo)致的假陰性結(jié)果。

高速數(shù)據(jù)采集時(shí)，遇到“混疊”和“幅度分辨率不足”怎么辦？

在使用模塊化數(shù)字化儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)，重要的是要注意一些常見(jiàn)的設(shè)置問(wèn)題，這些問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)不良和浪費(fèi)時(shí)間。本文將對(duì)“混疊”和“幅度分辨率不足”兩個(gè)問(wèn)題提供深入解答。

混疊，采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的普遍問(wèn)題。自采樣數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)出現(xiàn)以來(lái)，由于輸入信號(hào)采樣不足而引起的混疊問(wèn)題就一直存在。采用較的數(shù)據(jù)儀器，如數(shù)字化儀和數(shù)字示波器，根據(jù)采樣定理，要求模擬信號(hào)的采樣頻率大于輸入端存在的較高頻率分量的兩倍。如果不滿足這個(gè)條件，就會(huì)產(chǎn)生混疊。當(dāng)前的數(shù)字轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)通常包含大大超過(guò)模擬帶寬的較大采樣率。通過(guò)將其與長(zhǎng)采集存儲(chǔ)器相結(jié)合，這些數(shù)字化器較小化了這個(gè)經(jīng)典問(wèn)題。高速數(shù)據(jù)采集卡動(dòng)態(tài)魯科數(shù)據(jù)——專業(yè)高速數(shù)據(jù)采集板卡供應(yīng)商，我們?yōu)槟鷰?lái)以下信息。 但是，用戶應(yīng)該注意混疊，尤其是在將采樣率編程為較低速度時(shí)。

采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣并存儲(chǔ)結(jié)果數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。 如果采樣率滿足或超過(guò)采樣定理的規(guī)則，則可以重建信號(hào)而不丟失任何信息。如果模擬輸入波形的采樣頻率小于其較大頻率的兩倍，則數(shù)字采樣的重建結(jié)果會(huì)產(chǎn)生頻率低于原始頻率的波形。

幅度分辨率不足

數(shù)字轉(zhuǎn)換器使用模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)將模擬信號(hào)的樣本轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。ADC的分辨率是用于數(shù)字化輸入樣本的比特?cái)?shù)。對(duì)于一個(gè)n位ADC，可以產(chǎn)生的離散數(shù)字電平數(shù)為2n。因此，一個(gè)12位數(shù)字轉(zhuǎn)換器可以解決212或4096級(jí)。較小有效位(lsb)表示可以檢測(cè)到的較小間隔，對(duì)于12位數(shù)字轉(zhuǎn)換器，較小有效位為1/4096或2.4 x 10-4。超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)兩大模塊，此外，還應(yīng)兼顧后續(xù)數(shù)字信號(hào)處理部分。為了將lsb轉(zhuǎn)換成電壓，我們?nèi)?shù)字化儀的輸入范圍除以2，提高到數(shù)字化儀的分辨率。

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高速數(shù)據(jù)采集卡選項(xiàng)

大多數(shù)線路頻率測(cè)量是由基本的從50-400HZ頻率組成，因而一個(gè)高速數(shù)據(jù)采集卡的帶寬要求并不是很高。如果有興趣做傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)量，那么容納達(dá)到功率基波的第40個(gè)諧波而沒(méi)有明顯失真的能力是非常有用的。這個(gè)對(duì)帶寬的要求將在20KHZ或者更高。

高速數(shù)據(jù)采集卡應(yīng)該有足夠充分的振幅分辨率來(lái)補(bǔ)償電源線的高階諧波，12到16bit能夠滿足。

通道數(shù)量取決于要做單端還是差分測(cè)量。差分測(cè)量進(jìn)行每一次測(cè)量會(huì)結(jié)合兩個(gè)通道。對(duì)于一個(gè)單相，線路測(cè)量，四個(gè)通道能夠產(chǎn)生出兩個(gè)差分通道。對(duì)于每種相位做三個(gè)相位測(cè)量則需要6個(gè)或者更多的通道。假設(shè)三個(gè)差分電壓通道和一個(gè)單端電流通道，那么則需要9個(gè)通道。如果您想要了解更多高速數(shù)據(jù)采集板卡的知識(shí)，歡迎撥打圖片上的熱線聯(lián)系我們。由于大多數(shù)高速數(shù)據(jù)采集卡提供1到16中的二進(jìn)制級(jí)數(shù)（1/2/4/8/16）個(gè)通道，你可以選擇接下來(lái)更高一級(jí)數(shù)量的通道來(lái)完成測(cè)量工作。