使用信号均匀技能，消除噪声搅扰提高重复信号采样的精准度

许多高速数据收集使用，如激光雷达或光纤测验等，都需求从喧闹的环境中收集小的重复信号，因而关于数据收集体系的规划来说，最大的应战便是怎么最大极限地削减噪声的影响。使用信号均匀技能，能够让您的丈量测验体系获取愈加牢靠的、愈加有用的测验数据。

一般情况下，在模拟信号的测验中，所收集到的数据往往夹杂着一些不需求的、随机的内容，这些数据是由周围的搅扰或许测验差错所引起的，咱们称之为随机噪声，这种噪声可能会影响咱们的方针信号，也便是咱们需求收集的数据。而选用信号均匀技能，则能够削减随机噪声的影响，进步信噪比（SNR），而且最大程度的削减对方针信号的影响，然后进步数据收集的精度和动态规模。具体来说，凌华科技的数据均匀形式（DAM，Data Average Mode）便是供给了这样一个高水准的信号均匀功用。

FPGA的优势

消除噪声的解决方案包括了两种：一种是根据DSP的解决方案，另一种是根据FPGA的解决方案。当丈量测验体系所需的采样率低于几千赫兹时，一般选用根据DSP的解决方案。可是，当丈量测验体系所需的采样率比较高时，根据FPGA（Field-programmable Gate Array）的解决方案则是更好的挑选。因为DSP是根据代码或指令的一种办法，它不可避免地要涉及到体系架构和中心处理器，这会导致过多的占用体系资源，添加处理时刻。而FPGA因为供给了多个门阵列（Gate）和内存块（RAM Block），能够组成乘法器（Multiplier）、寄存器（Registers）和其他逻辑单元，然后能够完成快速的运算。因而，现在许多高性能的使用大都选用根据FPGA的解决方案。

凌华科技大部分的高速数字化仪都供给了板载的FPGA功用，关于需求高速高带宽的实时收集使用来说是十分适宜的。根据FPGA功用的板卡支撑板载的实时数据处理功用，如信号均匀，这样能够削减在主机上运转的信号均匀使命。而且就处理速度而言，在FPGA上履行信号均匀要比在主机上履行快得多，而且不会占用主机CPU的任何资源。

消除噪声搅扰，进步重复信号采样的精准度

在模拟信号的测验中，所收集到的数据中常常包括了一些噪声（如谐波重量，调制边带等），可能会掩盖咱们所感兴趣的信号或它的谐波重量，调制边带modulation sideband等。众所周知，因为随机噪声的期望值为零，使得信号均匀技能成为一种简略且有用的解决方案，能够在周期性或重复的信号中消除随机噪声。PCIe-9852的信号均匀形式便是依照下面的原理进行作业的。在重触发（Re-trigger）形式下，重复收集R次N采样点，且触发源为外部的数字或模拟信号，每次收集的数据都会储存在相同的板载缓存中，而且在没有软件干涉的情况下由FPGA主动进行累计。当R次重触发完成后，FPGA将累计的数据除以R后得到一个均匀数，并将该均匀数交给主机电脑。一切的数据（包括均匀数）都会逐一的用轨道表示出来，然后削减噪声，让数据更挨近方针数据。下图显现了PCIe-9852的数据均匀形式在数据收集和降噪方面的比照成果。

图1 – 1k Hz单通道收集，带噪声的3.6vpp正弦波


图2- 100个均匀周期后的正弦波

PCIe-9852数据均匀形式最大的一个长处便是节省许多存储空间。在主机上使用软件进行信号均匀，需求为N（每个轨道的采样点）x R（重触发次数）个采样预留内存空间，而PCIe-9852数据均匀形式仅需求预留为N个采样预留内存空间，因为每个采样都会存储在相同的板载缓冲中，而且在均匀之后才交给主机。因为数据变得更小，因而，信号均匀形式的数据传输时刻花费更少。