随着微电子技术的飞速发展,超高速数据采集技术也得到了长足的发展。数字存储示波器是典型的数据采集系统。随着其采样率的不断提高,它已成为高速或超高速数据采集系统。制造高速或超高速采样率的数字存储示波器的公司主要有Agilent，Tektronix，Nicolet和Lecroy等,数字存储示波器的最高采样率也已达到10GS/s。另外，逻辑分析仪、频谱分析仪、网络分析仪等也属于超高速数据采集系统范畴。 基于标准总线并带有高速DSP的高速数据采集板卡产品非常多,技术先进、市场主流的厂商主要有Spectrum Signal Processing，SPEC，Signatec，Acquisit ionlogic，Bluewave等公司。
       超高速数据采集系统即采用超高采样速率对数据进行采集的系统。采样率、分辨率为评价超高速数据采集系统的最重要技术指标。超高速数据采集系统的结构设计主要是设计A/D转换和数据存储两大模块，此外，还应兼顾后续数字信号处理部分。超高速数据采集技术也广泛应用在雷达、导弹、通信、声纳、遥感、地质勘探、振动工程、无损检测、智能仪器、语音处理、激光多普勒测速、光时间域反射测量、物质光谱学与光谱测量、生物医学工程等多个领域。

       在数据采集系统中,处理流程一般包括滤波、采样、存储和处理四个环节。一个模拟信号首先经过预采样滤波器,对信号进行调理;然后,采样器在每一个采样时刻读出一个数据;再由模数转换器ADC量化为二进制数码,数据最后保存到存储器用于数字信号处理。

       科学技术的发展和数据采集技术的广泛应用,对数据采集系统的许多技术指标,如采样率、分辨率、存储深度、数字信号处理速度、抗干扰能力等方面提出了越来越高的要求,其中前两项为评价超高速数据采集系统的最重要技术指标。

• 采样过程
  

        为了对模拟信号用数字方法处理，应先将模拟信号数字化，即进行模/数(A/D)转换。模/数转换过程，包括三个内容：一是采样，二是量化，三是编码。一个模拟信号首先经过预采样滤波器，对信号进行调理，然后由采样器在每个采样时刻读出一个数据；再由模数转换器(ADC)量化为二进制数码，数据最后保存到存储器用于数字信号处理。

• 模/数转换器
  

       模/数转换器是整个数据采集系统的核心，它的性能直接限制系统的性能。要使设计的系统能满足工作条件，首先要选对模/数转换器。因此，有必要去了解模/数转换器的发展状况。

•  采样方式
   常见的采样方式可分为“实时采样”和“等效时间采样”两大类。

   “实时采样”是在信号存在期间对其采样。按照采样定理，采样速率必须高于信号中最高频率分量的 2 倍；对于周期性正弦信号，一个周期内应该至少有两个采样点。“实时采样”除了通常使用的定时采样外，还常常使用“等点采样”，即“变步长采样”。这种采样方法不论被测信号频率为多少，一个信号周期内均匀采样的点数总共为 N 个。

• 结构设计
  

       数据采集技术已广泛应用于通信、图像采集、雷达、医疗器械等技术领域。随着这些领域的发展，数据采集系统的速度和精度也需相应提高。这就对系统设计方案选择、电路结构和系统调试提出了很高的要求。
       超高速数据采集系统的结构设计主要是设计A/D转换和数据存储两大模块，此外，还应兼顾后续数字信号处理部分。在A/D转换模块中，可以采用单片A/D的结构，也可以采用多片A/D并行的结构；而多片A/D并行又包括时间并行和幅度并行两种方式。多片A/D并行可以降低对单个A/D芯片的性能要求，但系统会由于各路之间时钟延时不等和各路之间增益不等，产生偏移误差。这些误差必须通过合理的算法进行校正，增加了设备量和控制的复杂性。在超高速应用场合，如果现有芯片的速度与精度能满足要求，一般采用单片A/D变换结构。
       超高速采集系统对PCB板的设计提出很高的要求。如果数字逻辑电路的频率达到或者超过45～50MHz，而且工作在这个频率之上的电路已经占到整个电子系统一定的分量（比如1/3），就称为高速电路。通常约定如果线传播延时大于1/2数字信号驱动端的上升时间，则认为此类信号是高速信号并产生传输线效应。在超高速系统中，传输线效应非常严重，需要采用很多方法来保证数据的完整性。

• 典型应用
  

       高速数据采集技术也广泛应用在雷达、导弹、通信、声纳、遥感、地质勘探、振动工程、无损检测、智能仪器、语音处理、激光多普勒测速、光时间域反射测量、物质光谱学与光谱测量、生物医学工程等多个领域,进而不断推动着这些领域的发展。

• 发展趋势
  

       除了属于通用仪器的超高速数据采集系统以外，对于其它超高速数据采集系统而言，基于标准总线、具有海量数据存储深度、高速信号处理性能和超高速A/D所组成的超高速数据采集系统已经成为当今发展趋势。在设计和选用系统时，就要有这四方面的考虑，即不但要考虑超高速数据采集部分，还要考虑其标准总线接口、数据存储深度和处理器的性能，因为系统的整体性能已不单是超高速数据采集部分的性能，标准总线接口、数据存储深度和DSP也已成为评价系统整体性能的重要指标。对于不同应用领域或不同的应用环境和要求，系统的这四个组成部分会有所区别。