在計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用的今天，數(shù)據(jù)采集的重要性是十分顯著的。它是計(jì)算機(jī)與外部物理世界連接的橋梁。各種類(lèi)型信號(hào)采集的難易程度差別很大。實(shí)際采集時(shí)，噪聲也可能帶來(lái)一些麻煩。數(shù)據(jù)采集時(shí)，有一些基本原理要注意，還有更多的實(shí)際的問(wèn)題要解決。

     
一、數(shù)據(jù)采集卡的定義：

         數(shù)據(jù)采集卡就是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的設(shè)備，其核心就是A/D芯片。

二、數(shù)據(jù)采集簡(jiǎn)介：

         在計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用的今天，數(shù)據(jù)采集的重要性是十分顯著的。它是計(jì)算機(jī)與外部物理世界連接的橋梁。各種類(lèi)型信號(hào)采集的難易程度差別很大。實(shí)際采集時(shí)，噪聲也可能帶來(lái)一些麻煩。數(shù)據(jù)采集時(shí)，有一些基本原理要注意，還有更多的實(shí)際的問(wèn)題要解決。

         假設(shè)現(xiàn)在對(duì)一個(gè)模擬信號(hào) x(t) 每隔Δ t 時(shí)間采樣一次。時(shí)間間隔Δ t 被稱(chēng)為采樣間隔或者采樣周期。它的倒數(shù) 1/ Δ t 被稱(chēng)為采樣頻率，單位是采樣數(shù) / 每秒。 t=0, Δ t ,2 Δ t ,3 Δ t …… 等等， x(t) 的數(shù)值就被稱(chēng)為采樣值。所有 x(0),x( Δ t),x(2 Δ t ) 都是采樣值。這樣信號(hào) x(t) 可以用一組分散的采樣值來(lái)表示：  下圖顯示了一個(gè)模擬信號(hào)和它采樣后的采樣值。采樣間隔是Δ t ，注意，采樣點(diǎn)在時(shí)域上是分散的。

圖 1 模擬信號(hào)和采樣顯示

         如果對(duì)信號(hào) x(t) 采集 N 個(gè)采樣點(diǎn)，那么 x(t) 就可以用下面這個(gè)數(shù)列表示： 

         這個(gè)數(shù)列被稱(chēng)為信號(hào) x(t) 的數(shù)字化顯示或者采樣顯示。注意這個(gè)數(shù)列中僅僅用下標(biāo)變量編制索引，而不含有任何關(guān)于采樣率（或Δ t ）的信息。所以如果只知道該信號(hào)的采樣值，并不能知道它的采樣率，缺少了時(shí)間尺度，也不可能知道信號(hào) x(t) 的頻率。

         根據(jù)采樣定理，最低采樣頻率必須是信號(hào)頻率的兩倍。反過(guò)來(lái)說(shuō)，如果給定了采樣頻率，那么能夠正確顯示信號(hào)而不發(fā)生畸變的最大頻率叫做恩奎斯特頻率，它是采樣頻率的一半。如果信號(hào)中包含頻率高于奈奎斯特頻率的成分，信號(hào)將在直流和恩奎斯特頻率之間畸變。 圖２顯示了一個(gè)信號(hào)分別用合適的采樣率和過(guò)低的采樣率進(jìn)行采樣的結(jié)果。 
         采樣率過(guò)低的結(jié)果是還原的信號(hào)的頻率看上去與原始信號(hào)不同。這種信號(hào)畸變叫做混疊（ alias ）。 出現(xiàn)的混頻偏差（ alias frequency ）是輸入信號(hào)的頻率和最靠近的采樣率整數(shù)倍的差的絕對(duì)值。

圖 2 不同采樣率的采樣結(jié)果

圖３給出了一個(gè)例子。假設(shè)采樣頻率 fs 是 100HZ, ，信號(hào)中含有 25 、 70 、 160 、和 510 Hz 的成分。

圖３ 說(shuō)明混疊的例子

         采樣的結(jié)果將會(huì)是低于奈奎斯特頻率（ fs/2=50 Hz ）的信號(hào)可以被正確采樣。而頻率高于 50HZ 的信號(hào)成分采樣時(shí)會(huì)發(fā)生畸變。分別產(chǎn)生了 30 、 40 和 10 Hz 的畸變頻率 F2 、 F3 和 F4 。