如今，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)很多，有基于數(shù)字信號處理器 DSP 設(shè)計的，也有基于現(xiàn)場可編程門陣列 FPGA 設(shè)計的，這些采集系統(tǒng)盡管采集處理數(shù)據(jù)能力不差，但大多都采用傳統(tǒng)授時模式。而異地同步測量是工程中經(jīng)常用到的方法，如果用傳統(tǒng)的授時模式，其時鐘頻率的產(chǎn)生是用晶體，而晶體會老化，易受外界環(huán)境變化及長期的精度漂移影響，造成授時精度下降，這樣異地同步測量的數(shù)據(jù)其實在理論上已經(jīng)不再同步、同時了。本系統(tǒng)采用 GPS 新型授時方法，結(jié)合 DSP 技術(shù)和 USB 通信技術(shù)設(shè)計的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能較好地解決這個問題。

　　1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體硬件構(gòu)成與工作原理

　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模擬量輸人、同步采樣控制、A／D 轉(zhuǎn)換以及微處理器和接口組成，如圖 1 所示。

　　模擬量輸入部分設(shè)有多個通道（如 16 路），可用來對若干路電壓和若干路電流同時測量。來自 PT 或 CT 副邊的電壓或電流，經(jīng)隔離變換、模擬低通濾波后，被建立在 GPS 時間基準上的同步采樣系統(tǒng)所采樣，經(jīng)依次 A／D 轉(zhuǎn)換后按順序放入固定 RAM 區(qū)。DSP 根據(jù)遞歸 DFT 算法，每來一個新的采樣點計算一次所有被測量的各相基波分量，然后利用 GPS 接收器串口提供的時間信息和數(shù)據(jù)窗第一個采樣點的順序編號，給計算結(jié)果置以便于識別的“時間標簽”。計算得出的各相量連同其時間標簽按照一定的數(shù)據(jù)格式，經(jīng)過 DSP 總線和 USB2.0 數(shù)據(jù)線送往 PC 上位機進行處理和分析。