由多路复用器引发的多通道模拟量采集结果偏差大的解决方法 - Part III

硬件: Multifunction DAQ (MIO)>>M Series>>USB-6259

问题:

我在使用NI的数据采集卡进行多通道数据采集，如果每次只对一个通道的信号进行采集，既每个任务只有一个被测物理通道，测量结果很理想；一旦一个采集任务中包含有多个通道，往往出现某些通道的测量值与真实值偏差很大，相邻通道间出现干扰，某个通道采集结果出现了另外一个通道的波形特征等现象，导致测量出错；并且采样速率越高，偏差越大。这个问题如何解决？

解答:

Part III:

6）使用外部电容，等效降低源阻抗(只适用直流信号)。

图12. 在板卡外部使用外接电容

参考场景1)中的案例，对Source0、Source5、Source6测量，采用AI0->AI5->AI6扫描序列，图6b显示，测量失败，Source5的测量受Source0影响严重，因为测量AI5时，MUX只在AI5停留11us，意味着的建立时间只有11us。如果没有C_ext，在这11us内，Source5直接对内部等效电容C充电/放电，由于Source5内阻很大，若11us内不能完成电压建立，则测量出错；如果使用外部电容，在Source5和Source5的GND间并联电容C_ext，除了MUX接到AI5上的11us，其他989us的时间，Source5都在给C_ext充电，当MUX再次接到AI5上，电容C_ext上的能量用于放大器电压建立，会缩短建立时间，Source5的等效阻抗降低，测量性能得到极大改善，测量结果如图13所示。

图13. Source0(左)、Source5(中)、Source6(右)同时测量，采样率1000，DIFF

此方法也只适用于采样速率不高的场合，作用范围比改变Convert Rate的频率范围广，而且待测通道数越多，扫描序列越长，作用越明显。但只适用直流场合。

Note:

当测量较高的电压，通常使用电阻分压法将电压降到DAQ板卡量程内测了，很容易造成信号源输入阻抗高的应用场景；而且当使用板卡进行一些分压式传感器测量时（例如热电阻、汽车尾气传感器等电阻型传感器），都需要对分压电路电阻两端电压进行测量，此时信号阻抗通常都很大。此种情况下本文提出的方法对测量结果准确性的提高都有积极作用。

附件:

报告日期: 08/31/2015
最近更新: 09/01/2015
文档编号: 70U5UNMX

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