在2023年的時候寫了一篇文章，也可叫工作筆記吧。講述了在感測器的測量過程中對感測器資料的處理以及感測器使用中的注意事項，也感覺要寫個總結性的續好結題，後來拖拖拉拉的放置了好長時間，很是慚愧。
今天就基於乙個實際的專案來結題，這個專案是用於替換原有裝置的，原始裝置採用的是「採集卡+工控機」方式，工控機執行採集卡廠家的軟體讀取資料。採集卡為6通道16位ad，實際工作取樣率11k（可以通過軟體設定），文中引用的資料或方式在不涉及智財權的基礎上向各位描述，也算是降密。
專案的基本架構是：感測器 =>訊號放大器 => 濾波（抗混疊） => ad採集（fpga） => 資料處理（dsp）。本文主要談論感測器及採集的前端部分設計，後端的資料處理不做過多涉及。
方案架構中濾波之前是模擬部分，後端為數字部分，其中fpga是負責訊號採集、還原訊號完整性和閾值判斷等，並做了簡單的滑動濾波，dsp進行資料的分析處理。
專案採用的是個sps最高500k的16位ad晶元，ad的基準電壓5.0v，取樣率20k。第一版硬體沒有電壓基準晶元，就是ad晶元的工作電源電壓作為基準電壓，然後做了簡單的濾波處理。
晶元的取樣率不高，關鍵就是要併發採集，每個通道的資料量在200~500之間隨機不定，取樣通道最多10個，一般工作是6個通道，所以選用了fpga實現ad採集控制和資料處理，併發處理超出本文談論範疇，包括dsp的資料修正、濾波、數值計算等，這裡就不累述，忽略。
由於採用16位ad，理論計算，ad的測量解析度是0.07629mv。在現場連線感測器和放大器，fpga獲取的感測器資料如下：
做個說明：放大器的靜態輸出雜訊為5mv，當連線感測器時，測量的雜訊訊號電壓大約 14mv，這個雜訊電壓包含了前端裝置（包括感測器、訊號電纜、接外掛程式）和放大器的雜訊訊號總和，通過軟體可以看出這時測量的數值波動就在0.07629mv。
然後實際測量，fpga採集到的資料匯出資料到excel**中，資料波形圖標為：
為了說明問題，把原始裝置採集到的資料也貼出來做個對比。採集卡採集的資料以excel形式獲取，圖示如下：
把這兩個ad採集單元做個對比，可以看出設計ad的測量精度較高，資料還原性也較好。
在涉及感測器或測量領域，資料來源訊號的獲取非常重要，當資料來源可以真實反映現實情況時，後期的資料處理要輕鬆多了，對濾波、變換等的處理方法也可簡化。當然，你可能是個演算法高手，但用上述兩個不同的資料來源你不可能做不出同樣好的裝置。
後期的硬體修改基本沒有動原始設計，只是對抗混疊濾波的濾波引數做了稍微調整，ad電源部分做了乙個lc濾波。
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