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基于虚拟仪器的数据采集系统的设计与开发
算法如下描述。设采集器模数转换有效数据长度为n，总线带宽为l。在传输条件较好，信号完整性很好的情况下，一般认为误码率极低，这样的情况下可以取n与l的公倍数。实质上即是8个采样周期的数据被串行连接后分割成3个字长为32 bit的数据传输，这种传输方式的总线带宽利用率为100%。数据组合示意图如图6所示。 3 各部分设计和实现 3.1 模拟前端设计和失真度控制外围模拟电路主要用于处理输入的回波信号，主要部分包括高阻输入隔离电路和模拟差分放大器。输入级采用高速精密运算放大器ad8057构成电压跟随器，对外提供30 kω的输入阻抗。模拟差分放大器采用增益带宽积高达320 mhz的ad8138，将输入的单端模拟信号转换为差分信号，并调整到合适的幅度和直流偏置，供后续a/d转换，电路原理图如图7。模拟信号的失真主要由两方面因素导致：信号处理电路的非线性和噪声。模拟电路的非线性会对信号造成非线性失真。本系统中对信号造成的非线性失真全部由前端调理电路造成，经实际测试，前端调理电路造成的实际非线性失真小于0.2%，完全满足系统指标0.5%的要求。 3.2
利用低成本高速放大器实现灵活的时钟缓冲器
ada4853仅需要1.2v的裕量。图1所示的是一个增益为2的单电源同向运算放大器时钟缓冲器，图2所示的是它的瞬态响应。按照配置，ad8061的上限约为33mhz，其2ns的传输延迟可与一些专用的时钟缓冲器相媲美。图1. 同向运算放大器时钟缓冲器图2. 33mhz频率下，增益=＋2的瞬态响应在某些应用中可以使用交流耦合，它允许使用更高带宽的放大器以扩展频率性能。通过将输入和输出偏压至电源电压的中间值，这些放大器可被用于单电源应用中。图3所示的是使用ad8057高速放大器的设计，这款器件具有325mhz带宽和1150v/μs压摆率，在此电路设置为单位增益。应当注意的是，通过隔直电容c6后，负载上的电压与输入信号vin上的交流分量相等，且不含直流分量。这个电路的工作频率范围接近100mhz。图4所示的是时钟响应，可以看到当频率高达90mhz时仍然可以维持较好的脉冲保真度。图3. 交流耦合时钟缓冲器（单位增益）图4. 交流耦合时钟缓冲器瞬态响应如上所示，当设计时钟缓冲器时，高速放大器往往能够以更低的成本提供更多的灵活性，在许

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低成本；高速：325MHz，－3dB带宽(G＝＋1)，1000V/μs转换率，增益平直度0．1dB（在28MHz）；低噪声：7nV/√Hz；低功率：在5V时放大器低失真典型电源电流5.4mA；在5MHz时－85dBc，RL＝1kΩ；电源范围：3～12V；小封装：可供SOIC-8和SOT23-5封装

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