一根线里的信号,怎么变成电脑上的曲线?

信号发生器输出的电压,怎样经过线缆、AD7606采样与FPGA传输,变成电脑上的波形曲线?用五步示意读懂ADC采集流程。

一边是接着线缆的仪器和板卡,另一边是电脑上起伏的曲线。线缆里传的是什么?板卡做了什么?以AD7606采集测试信号为例,沿着信号走一遍,就能把两端的画面对起来。

信号从哪里来

先用信号发生器产生一个已知的测试电压。例如让电压有规律地升高、降低,就能检查后面的采集与显示环节是否跟着变化。这里观察的是测试信号;如果要记录温度或声音,则需选用相应的传感器,并让它提供适合采集的模拟电信号。

使用已知信号的好处,是可以把发生器的设置和电脑上看到的变化对应起来。开始测试前,先记下所选波形、输出幅度和频率,后面核对画面会更方便。

线缆把什么送到板卡

信号发生器的输出经线缆和接头送到采集模块的输入端。线缆传递的是随时间变化的模拟电压;此时还没有电脑里的数字点或曲线。连接时要确认输出已开启、线缆接到了预期通道,并让信号幅度落在该输入端允许的范围内。

这一步看似简单,却决定了后续看到的是哪一路信号。把接口与软件通道记成一张小对应表,观察多路输入时会更清楚。

AD7606和FPGA怎样接力

AD7606是一款模数转换器,也叫ADC。它按采样节拍读取输入电压,并把每个采样时刻的电压转换为数字码。一个数字对应一个采样点,连续采样点共同组成可供绘图的数据序列。

配套FPGA板卡再按照具体工程接收这些数字,整理通道顺序并送往电脑。采用哪种传输接口、怎样缓存或打包,由实际板卡和工程决定;这篇入门演示先看懂数据从模拟输入走到电脑的方向。

测试信号从发生器经线缆、AD7606和FPGA到电脑曲线的流程

图1:信号发生器提供已知模拟电压,线缆送入AD7606采样,FPGA整理并传输数据,电脑软件显示曲线。

电脑为什么能画出曲线

软件收到一串数值后,按照采样顺序和采样率安排横向时间轴,再把码值或换算后的电压放到纵向。相邻采样点被绘制出来,人就能直观看到波形怎样起伏。屏幕曲线是软件呈现采样数据的方式:读电压时核对输入范围和换算方式,读频率时核对采样率与时间轴。

如果画面与预期不同,可以沿原路逐段检查:信号源是否输出、线缆接到了哪个输入、软件选了哪个通道,以及当前采样和显示设置是什么。这样比只盯着屏幕猜测更容易找到原因。

您准备观察哪种信号

如果您也想把线缆里的变化显示在电脑上,可以先说明信号来自发生器还是传感器、幅度大概多少、变化有多快,以及要看几路。查看MA1001 AD7606 ADC子卡和ADC采集产品与方案,有助于进一步核对采集输入与配套平台。

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