采用SoC实现数据采集系统
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数据采集系统的部分应用实例包括：天气监测以及对地震仪、压力、温度和风力风向的记录等。将这些信息馈送到计算机，用于预测雨水以及地震和破坏性强风等自然现象及灾害。DAS在医疗领域的应用包括可跟踪心电图（ECG）或脑电图（EEG）信号等的患者监护系统。
典型的DAS系统包含如下组件：
●传感器：将真实世界现象转换成等效的电气模拟信号
● 信号调节电路：将来自传感器的信号改变为可执行数字化的形式
● 模数转换器：将已调节的模拟信号转换为数字表示形式
● 存储与转发存储器：用于存储在后期将被转发至另一系统的数字信号流
● 通信接口：将数字流传输至其它系统的经由通道
● 微处理器系统或微控制器：排序并控制所有其它组件
图1显示了基本数据采集系统的方框图。这些内部模块的详细内容将在下一章节中进行阐述。
图1：从单个传感器获取数据的数据采集系统。
数据采集系统的子系统
a) 传感器：
如前所述，数据采集系统能够跟踪温度、压力、湿度、流速等物理参数。由于在电子域中处理非常灵活，因而需要使用适当的传感器将这些参数转换成电阻、电流或电压变化等可测量的电气量。例如，热敏电阻、电阻式温度检测器（RTD）等传感器会随着温度的变化而相应改变其阻值，而应变计等压力传感器则会根据所施加的压力相应改变阻值。这些均可通过惠斯通电桥（wheatstones bridge）[1]转换成电气量（例如电压）。
表1列出了一些在DAQ中监控的通用物理参数以及所使用的适当的传感器。
表1：常用的电子传感器。
b) 隔离：
信号采集应用在处理超高电压信号时会造成系统毁损。强烈推荐使用变压器对高电压进行降压转换，也可使用光隔离等其它保护电路[2]。
c) 信号调节：
尽管传感器在对所监控的信号进行电气解读方面具有非常宝贵的价值，但是其可用的电信号幅值水平却非常低，通常仅为可计量信号的1/10^6或1/10^3。
除了电气信号测量值的问题以外，一些不相干的外部干扰也会被传感器拾取并加大噪声。如果事先知道这些信号的频率范围，就可以设计适合的滤波器来清除噪声。对于特定位置的温度监控等应用而言，温度不会随着时间的推移发生显著变化，例如大部分都是变化缓慢且频率低。因此，在将输入信号提供给高增益放大器之前有必要先将其馈送到低通滤波器（LPF）进行滤波。
数据采集系统通常会同步跟踪并行环境中的众多信号，并使用单独的传感器测量每一种数量值。如图1所示，如果每种参数都采用单独的数据采集系统进行测量，那么总体系统就会变得非常庞大。此外，由于测量到的信号量变化非常缓慢，因此无需对这些信号进行持续监控，这样我们就可以利用统一的通道多路复用不同的已调节信号输出，以实现进一步处理，如图2所示。
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