一文看懂!时钟在数据采集系统中究竟起到哪些关键作用?

fjmyhfvclm2025-01-21  11

时钟的基本概念

时钟是数据采集系统中的关键组件,负责提供同步信号并控制数据采集和转换的时间间隔。时钟信号可以由设备内部生成,也可以通过外部信号提供。时钟源的选择会直接影响系统的稳定性、精度、采样速率等重要性能指标,因此合理选择时钟源对于优化系统性能至关重要。

时钟的分类

根据时钟源的不同特性,数据采集系统中的时钟可分为以下几种类型:

板载10M参考源

使用板载10M参考源,通过板载逻辑控制电路,并根据用户设置的分频比,生成相应的时钟信号。此时钟信号可用于触发ADC定时转换。

外部参考10M

PCIe853XC还可以选择外部10 MHz时钟作为参考源。当外部参考时钟信号通过CLK_IN接口输入时,经过锁相环(PLL)倍频后,可以为ADC提供精确的20 MHz时钟。外部参考时钟限制为10 MHz。

主卡10M时钟

主卡10M时钟功能主要用于多卡同步。主卡选择内部时钟源,并允许输出时钟信号。系统同步总线接口可输出10 MHz频率的时钟信号;从卡则选择主卡的10M时钟源,并禁止输出时钟信号。此端子作为输入端,可以接收10 MHz标准时钟信号,该时钟可以来自主卡或外部单独提供,信号幅值为标准TTL电平。

外部时钟

PCIe853XC也可以选择外部时钟作为ADC采样时钟。外部时钟信号通过CLK_IN接口输入,并且采样时钟的最大频率为20 MHz。

时钟输出

时钟输出可以选择基准时钟(即ADC的扫描时基)信号输出或参考时钟(10 MHz)信号输出。

时钟源的选择与影响

选择合适的时钟源对确保数据采集和转换的精度至关重要。以下是选择时钟源时需要考虑的主要因素:

精度要求

对于高精度应用,外部时钟源通常是首选,因为外部时钟源一般具有更高的稳定性和较低的相位噪声,从而保证较高的采样精度。

同步需求

在多设备协同工作的系统中,使用外部时钟或参考时钟有助于确保各设备之间的精确同步,从而避免数据时序错误或失步现象。

系统稳定性

内部时钟通常是稳定且无需外部支持的选择,适用于对精度要求较低的场景。不过,内部时钟可能无法满足对高精度时钟要求较高的应用。

PCIe853XC系列介绍

PCIe853XC系列是一款专为高频和高动态范围信号设计的4通道、20 MS/s采样数字化仪。它能够处理输入信号高达10 MHz,并提供高达2 GB的板载内存。该系列支持软件编程设置模拟输入范围,可以选择±1V或±5V范围,适用于各种精确的数据采集和信号处理任务,满足对高精度、广泛应用的需求。

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