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提高ARM内部A-D采样精度和量程的方法
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一种输电线路调试用无线测量系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种输电线路调试用无线测量系统，包括无线电压采集传输节点，与变电站户外场的电容分压器低压侧相连接，用于采集电容分压器低压侧的电压信号；无线电流采集传输节点，与安装在电流互感器二次侧的霍尔电流传感器相连接，用于采集霍尔电流传感器的电流信号；和无线中心主站，包括中心主站无线通信模块、服务器和客户机，服务器与中心主站无线通信模块相连接；无线电压采集传输节点及无线电流采集传输节点采集的数据实时上传至无线中心主站。本发明可以避免输电线路调试现场复杂的布线工作，大大减小了工作强度，提高了工作效率，能够确保测量系统弱电设备和测量人员人身安全。
【专利说明】一种输电线路调试用无线测量系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无线测量系统，具体涉及一种输电线路调试用无线测量系统。
【背景技术】
[0002]新建高压输电线路投入运行前，为考核线路的绝缘性能，将在线路首端对断路器进行分闸合闸连续操作，以模拟系统的操作电磁暂态过程。试验过程中测量输电线路的电压、电流信号，以反映线路的绝缘状况。
[0003]现有的测量系统通常由电容分压器、电流互感器、光电隔离器、录波仪等组成。为保证试验过程中测量人员人身安全，并给测量仪器进行供电，通常将光电隔离器、录波仪等设备布置于室内，通过电缆将变电站现场电容分压器低压侧电压信号、电流互感器二次侧电流信号与室内仪器相连。该测量方法异常繁琐，部分大型变电站，电缆长度可达近百米，现场布线工作量大，耗费了测试人员大量的时间和精力，降低了工作效率，增大了工作强度。由于变电站复杂的电磁环境影响，在电缆中可能感应出较高的过电压，影响测量系统的安全可靠运行。试验过程中电缆还可能发生拉扯或碾压造成断路，存在很大风险。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种输电线路调试用无线测量系统，使得输电线路调试时不需要在现场布置电缆，减小了工作强度，提高了工作效率，能够确保测量系统弱电设备和测量人员人身安全。
[0005]为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现:
[0006]本发明的一种输电线路调试用无线测量系统，包括无线电压采集传输节点，与变电站户外场的电容分压器低压侧相连接，用于采集电容分压器低压侧的电压信号；无线电流采集传输节点，与安装在电流互感器二次侧的霍尔电流传感器相连接，用于采集霍尔电流传感器的电流信号；和无线中心主站，包括中心主站无线通信模块、用于对无线电压采集传输节点及无线电流采集传输节点传输过来的数据进行接收、存储及转发的服务器和用于对服务器、无线电压采集传输节点及无线电流采集传输节点进行数据处理的客户机，所述服务器与中心主站无线通信模块相连接；无线电压采集传输节点及无线电流采集传输节点采集的数据实时上传至无线中心主站。
[0007]上述无线电压采集传输节点和无线电流采集传输节点均包括用于对采集的电压信号或电流信号进行模数转换的A/D模块、采集控制器模块、与采集控制器模块输入端相连接用于对A/D采样数据进行时间同步及时间戳标记的时钟同步模块和用于与中心主站无线通信模块进行通信的采集传输节点无线通信模块；采集控制器模块包括与A/D模块输出端相连接用于控制A/D模块采集的FPGA模块和与FPGA模块输出端相连接用于管理A/D模块的采集及传输、确定暂态触发事件的发生及本地保存数据的ARM模块;ARM模块输出端接采集传输节点无线通信模块输入端。
[0008]上述中心主站无线通信模块和采集传输节点无线通信模块具体采用的是无线网桥。
[0009]本发明可以避免输电线路调试现场复杂的布线工作，大大减小了工作强度，提高了工作效率，能够确保测量系统弱电设备和测量人员人身安全。另外，本发明的系统通信频段在2.4GHz，基本不受变电站电磁干扰、建筑物等的影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明的输电线路调试用无线测量系统原理图；
[0011]图2为现有的电容分压器结构示意图；
[0012]图3为现有的二次侧安装有霍尔电流传感器的电流互感器结构示意图；
[0013]图4为无线电压采集传输节点、无线电流采集传输节点的原理框图；
[0014]图5为本发明一个实施例的时钟同步模块原理图；
[0015]图6为无线电压采集传输节点、无线电流采集传输节点中采集控制器模块软件工作原理图。
【具体实施方式】
[0016]为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[0017]参见图1，本发明的一种输电线路调试用无线测量系统包括无线中心主站、无线电流采集传输节点、无线电压采集传输节点。
[0018]其中，无线中心主站面对用户，负责控制无线电流采集传输节点及无线电压采集传输节点和接收无线电流采集传输节点及无线电压采集传输节点数据，同时进行数据存储、波形显示、数据分析、报表自动生成等。
[0019]无线电流采集传输节点及无线电压采集传输节点分别与电容分压器及电流探头相连，采集相关数据并通过无线模块将数据实时上传到中心主站。测量过程中，无线电流采集传输节点和无线电压采集传输节点间使用基于IEEE1588协议的时钟同步模块进行时间同步。
[0020]参见图2，测量过程中，无线电压采集传输节点与变电站户外场电容分压器相连，采集电压信号。
[0021]参见图3，无线电流采集传输节点与安装于电流互感器二次侧的霍尔电流传感器相连，采集电流信号。
[0022]无线电流采集传输节点及无线电压采集传输节点采集相关数据后通过无线模块将数据实时上传到中心主站。
[0023]参见图4，本发明的无线电流采集传输节点和无线电压采集传输节点包括A/D模块、采集传输节点无线通信模块、采集控制器模块和时钟同步模块。
[0024]A/D模块:对采集的电压、电流信号进行模数转换。
[0025]采集传输节点无线通信模块:采用无线网桥结构，实现无线电流采集传输节点、无线电压采集传输节点与无线中心主站间的相互通信。
[0026]采集控制器:采用ARM模块与FPGA模块相结合的架构方式，是无线采集传输系统的核心，实现高精度数据采集、确定暂态触发事件、通过无线通信模块实时上传数据到中心主站、本地保存数据等。
[0027]时钟同步模块:对采集的数据进行时间戳标记，以便于多节点数据在中心主站上的同步显示、分析。
[0028]无线中心主站包括中心主站无线通信模块、服务器和客户机。其中:服务器负责处理分布式采集节点的大数据，包括分布式数据接收、对齐、存储、转发等功能；客户机对服务器、采集节点进行设置，监控采集节点行为，显示和分析波形数据等。
[0029]本发明的工作原理如下:
[0030]首先采用电容分压器、霍尔电流传感器对输电线路电压信号进行降压，对输电线路电流进行分流，上述信号与无线电流采集传输节点、无线电压采集传输节点相连，进行数据实时采样与A/D模数转换。为便于上述数据分析，无线电流采集传输节点、无线电压采集传输节点间使用基于IEEE1588协议的时钟同步模块对上述数据进行时间同步。此后，由FPGA模块控制并获取数据，然后将数据放入ARM的内存中，由ARM处理，此后通过无线通信模块上传到中心主站。中心主站对上述数据进行存储、波形显示、数据分析、报表自动生成等。输电线路调试无线测量系统可避免变电站现场复杂的布线工作，大大减小试验工作量，提闻了试验效率。
[0031 ] 本实施例中，无线电压采集传输节点、无线电流采集传输节点的A/D模块均采用MAX125芯片，可以实现多路信号的同步采集，采样精度设置为16位，输入电压范围为5V，在芯片外接16MHz晶振，单通道的最高采样速率可达250ksps。
[0032]本实施例中，中心主站无线通信模块和采集传输节点无线通信模块具体采用的是无线网桥，通信频段为2.4GHz，支持点对点和点对多点的网络通信。中心主站无线通信模块提供一个10/100Mb/S网络IP接口，通过网线与服务器相连；无线电流采集传输节点及无线电压采集传输节点中的采集传输节点无线通信模块提供一个10/100Mb/S网络IP接口，与采集控制器相连。无线网桥之间实现相互通信。
[0033]本实施例中，采集控制器采用ARM与FPGA相结合的架构方式。其中，ARM采用Cortex AS处理器，负责与中心主站进行通信，管理数据的采集和传输，确定触发事件发生。FPGA控制A/D采样数据的采集、时间同步、时间戳标记。A/D模块对电压、电流信号进行模数转换，由FPGA控制并获取数据，同时，通过时钟同步模块获得时钟同步信息，将时间戳标记到每帧数据的帧头，然后将数据放入ARM的内存中，由ARM中运行的采集控制软件系统处理，此后通过无线模块上传到中心主站。
[0034]参见图5，本实施例中，采用基于IEEE1588协议的M50高精度时钟同步模块，同步精度在无线网络条件下可达微秒级。时钟同步源采用GPS，由无线中心主站作为授时主钟，对各节点进行时钟同步。时钟同步模块提供精确的秒脉冲、TOD(Time of Day)以及10MHz脉冲波。
[0035]本实施例中，服务器采用基于X86平台的工业便携式服务器主机，单核CPU频率为2GHz，服务器配备无线通信模块负责中心主站与采集节点间的无线通信，采用Unix操作系统；客户机选用x86PC机器，采用Windows7操作系统。
[0036]参见图6，它无线电压采集传输节点、无线电流采集传输节点中软件系统包括普通波形缓冲区与重要波形缓冲区两部分。其中，普通波形缓冲区可实时向测量系统上传测量数据，每秒传输速率约为40重要波形缓冲区本地保存测量数据，防止重要数据的丢失。重要波形缓冲区设置保存IOs的试验数据(约400k)。传输过程中丢失采样数据时，通过中心主站监控端向采集控制端发送命令以获取信息。
[0037]本实施例中无线电压采集节点、无线电流采集节点上的数据采集程序运行在QNX上，通过Socket API发送数据包到中心主站。中心主站服务器，数据汇总程序运行在Web服务器上，网络连接采用Mina库。中心主站的控制是通过在浏览器上输入URL来进行在线配置。客户机波形软件运行在Windows上,通过Mina库与中心主站进行连接。
[0038]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种输电线路调试用无线测量系统，其特征在于，包括
无线电压采集传输节点，与变电站户外场的电容分压器低压侧相连接，用于采集电容分压器低压侧的电压信号；
无线电流采集传输节点，与安装在电流互感器二次侧的霍尔电流传感器相连接，用于采集霍尔电流传感器的电流信号；
和无线中心主站，包括中心主站无线通信模块、用于对无线电压采集传输节点及无线电流采集传输节点传输过来的数据进行接收、存储及转发的服务器和用于对服务器、无线电压采集传输节点及无线电流采集传输节点进行数据处理的客户机，所述服务器与中心主站无线通信模块相连接；
所述无线电压采集传输节点及无线电流采集传输节点采集的数据实时上传至无线中心主站。
2.根据权利要求1所述的输电线路调试用无线测量系统，其特征在于，
所述无线电压采集传输节点和无线电流采集传输节点均包括用于对采集的电压信号或电流信号进行模数转换的A/D模块、采集控制器模块、与采集控制器模块输入端相连接用于对A/D采样数据进行时间同步及时间戳标记的时钟同步模块和用于与中心主站无线通信模块进行通信的采集传输节点无线通信模块；
所述采集控制器模块包括与A/D模块输出端相连接用于控制A/D模块采集的FPGA模块和与FPGA模块输出端相连接用于管理A/D模块的采集及传输、确定暂态触发事件的发生及本地保存数据的ARM模块；
所述ARM模块输出端接采集传输节点无线通信模块输入端。
3.根据权利要求2所述的输电线路调试用无线测量系统，其特征在于，
所述中心主站无线通信模块和采集传输节点无线通信模块具体采用的是无线网桥。
【文档编号】G01R19/25GKSQ
【公开日】日
申请日期:日
优先权日:日
【发明者】孙秋芹, 马勇, 颜彪, 陶风波, 刘洋, 周志成
申请人:国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司电力科学研究院随着数字技术，特别是信息技术的飞速发展与普及，在现代控制、通信及检测等领域，为了提高系统的性能指标，对信号的处理广泛采用了数字计算机技术。由于系统的实际对象往往都是一些模拟量（如温度、压力、位移、图像等），要使计算机或数字仪表能识别、处理这些信号，必须首先将这些模拟信号转换成数字信号；而经计算机分析、处理后输出的数字量也往往需要将其转换为相应模拟信号才能为执行机构所接受。这样，就需要一种能在模拟信号与数字信号之间起桥梁作用的电路--模数和数模转换器。将模拟信号转换成数字信号的电路，称为模数转换器（简称A/D转换器或ADC,Analog to Digital Converter）；将数字信号转换为模拟信号的电路称为数模转换器（简称D/A转换器或DAC,Digital to Analog Converter）；A/D转换器和D/A转换器已成为信息系统中不可缺少的接口电路。为确保系统处理结果的精确度，A/D转换器和D/A转换器必须具有足够的转换精度；如果要实现快速变化信号的实时控制与检测，A/D与D/A转换器还要求具有较高的转换速度。转换精度与转换速度是衡量A/D与D/A转换器的重要技术指标。随着集成技术的发展，现已研制和生产出许多单片的和混合集成型的A/D和D/A转换器，它们具有愈来愈先进的技术指标。
模数转换(ADC)ADC，Analog-to-Digital Converter的缩写，指模/数转换器或者模拟/数字转换器模数转换的概念：亦称模拟一数字转换，与数/模(D/A)转换相反，是将连续的模拟量（如象元的灰阶、电压、电流等）通过取样转换成离散的数字量。例如，对图象扫描后，形成象元列阵，把每个象元的亮度（灰阶[1]）转换成相应的数字表示，即经模/数转换后，构成数字图象。通常有电子式的模/数转换和机电式模/数转换二种。在遥感中常用于图象的传输，存贮以及将图象形式转换成数字形式的处理。例如：图像的数字化等。信号数字化是对原始信号进行数字近似，它需要用一个时钟和一个模数转换器来实现。所谓数字近似是指以N-bit的数字信号代码来量化表示原始信号，这种量化以bit为单位，可以精细到1/2^N。时钟决定信号波形的采样速度和模数转换器的变换速率。转换精度可以做到24bit，而采样频率也有可能高达1GHZ，但两者不可能同时做到。通常数字位数越多，装置的速度就越慢。模数转换的过程：模数转换包括采样、保持、量化和编码四个过程。在某些特定的时刻对这种模拟信号进行测量叫做采样，量化噪声及接收机噪声等因素的影响，采样速率一般取 fS=2.5fmax。通常采样脉冲的宽度 tw 是很短的，故采样输出是断续的窄脉冲。要把一个采样输出信号数字化，需要将采样输出所得的瞬时模拟信号保持一段时间，这就是保持过程。 量化是将连续幅度的抽样信号转换成离散时间、离散幅度的数字信号，量化的主要问题就是量化误差。假设噪声信号在量化电平中是均匀分布的， 则量化噪声均方值与量化间隔和模数转换器的输入阻抗值有关。编码是将量化后的信号编码成二进制代码输出。这些过程有些是合并进行的，例如，采样和保持就利用一个电路连续完成，量化和编码也是在转换过程中同时实现的， 且所用时间又是保持时间的一部分。模/数转换器（ADC）的主要性能参数：分辨率：它表明A/D对模拟信号的分辨能力，由它确定能被A/D辨别的最小模拟量变化。一般来说，A/D转换器的位数越多，其分辨率则越高。实际的A/D转换器，通常为8，10，12，16位等。量化误差 ：在A/D转换中由于整量化产生的固有误差。量化误差在&1/2LSB（最低有效位）之间。例如：一个8位的A/D转换器，它把输入电压信号分成2^8=256层，若它的量程为0~5V，那么，量化单位q为：q = = &0.mVq正好是A/D输出的数字量中最低位LSB=1时所对应的电压值。因而，这个量化误差的绝对值是转换器的分辨率和满量程范围的函数。转换时间 ：转换时间是A/D完成一次转换所需要的时间。一般转换速度越快越好，常见有高速（转换时间&1us）、中速（转换时间&1ms）和低速（转换时间&1s）等。绝对精度：对于A/D，指的是对应于一个给定量，A/D转换器的误差，其误差大小由实际模拟量输入值与理论值之差来度量。相对精度：对于A/D，指的是满度值校准以后，任一数字输出所对应的实际模拟输入值（中间值）与理论值（中间值）之差。例如，对于一个8位0~+5V的A/D转换器，如果其相对误差为1LSB，则其绝对误差为19.5mV，相对误差为0.39%。数模转换(DAC)DAC是Digital Analog Converter(数字模拟信号转换器)的缩写数模转换的概念：数模转换器，又称D/A转换器，简称DAC，它是把数字量转变成模拟的器件。D/A转换器基本上由4个部分组成，即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。模数转换器中一般都要用到数模转换器，模数转换器即A/D转换器，简称ADC，它是把连续的模拟信号转变为离散的数字信号的器件。数模转换的原理：数字量是用代码按数位组合起来表示的，对于有权码，每位代码都有一定的位权。为了将数字量转换成模拟量，必须将每1位的代码按其位权的大小转换成相应的模拟量，然后将这些模拟量相加，即可得到与数字量成正比的总模拟量，从而实现了数字&模拟转换。这就是组成D/A转换器的基本指导思想。
图1.3左图表示了4位二进制数字量与经过D/A转换后输出的电压模拟量之间的对应关系。 由左图还可看出，两个相邻数码转换出的电压值是不连续的，两者的电压差由最低码位代表的位权值决定。它是信息所能分辨的最小量，也就是我们所说的用1LSB(Least Significant Bit)表示。对应于最大输入数字量的最大电压输出值（绝对值），用FSR(Full Scale Range)表示。D/A转换器由数码寄存器、模拟电子开关电路、解码网络、求和电路及基准电压几部分组成。数字量以串行或并行方式输入、存储于数码寄存器中，数字寄存器输出的各位数码，分别控制对应位的模拟电子开关，使数码为1的位在位权网络上产生与其权值成正比的电流值，再由求和电路将各种权值相加，即得到数字量对应的模拟量。数/模转换器（DAC）的主要性能参数：分辨率：分辨率表明DAC对模拟量的分辨能力，它是最低有效位（LSB）所对应的模拟量，它确定了能由D/A产生的最小模拟量的变化。通常用二进制数的位数表示DAC的分辨率，如分辨率为8位的D/A能给出满量程电压的1/28的分辨能力，显然DAC的位数越多，则分辨率越高。线性误差 ：D/A的实际转换值偏离理想转换特性的最大偏差与满量程之间的百分比称为线性误差。建立时间 ：这是D/A的一个重要性能参数，定义为：在数字输入端发生满量程码的变化以后，D/A的模拟输出稳定到最终值&1/2LSB时所需要的时间。温度灵敏度：它是指数字输入不变的情况下，模拟输出信号随温度的变化。一般D/A转换器的温度灵敏度为&50PPM/℃。PPM为百万分之一。输出电平：不同型号的D/A转换器的输出电平相差较大，一般为5V~10V，有的高压输出型的输出电平高达24V~30V。编辑本段模块设计
图1本实例的A/D模块采用流水线结构的12位模－数转换器（ADC），内部由流水线ADO、基准电压源、控制逻辑、FIFO、缓冲器、采样保持器和多路器切换开关等组成。其功能有：&片选信号CS，低电平有效，设置片选信号，以便与各种处理器连接。&转换时钟或启动转换信号，单次转换时为启动转换，连续转换时是时钟输入信号。&数据有效可以读取信号，可作为转换结束或数据准备好信号输出。&模拟单端输入时，分别接外部信号，差分输入时，前后两个端子分别组成一对差分输入端。&读信号RD、写WR或读写组合信号，实现数据的输入输出控制。&模拟电源、数字电源和缓冲器电源的输入端，一股前者采用5V电源，后两者采用3．3V电源。
图2值得注意的是，A/D模块内部的FIFO安排成环形，采用读取点、写入点和触发点控制读写操作，如图1所示。系统采用中断方式来设计A/D模块，其工作原理是由ARM的CLK时钟连接A/D芯片的转换时钟控制采样保持和A/D变换。这样让设定通道的信号同时采样保持，然后分别转换为数字信号并自动顺序写入FIFO，同时FIFO的写入点向前移动，指示下一个写入点；当FIFO内的数据达到预定的触发深度时，发出数据就绪信号申请中断，ARM响应中断读取转换数据，同时清除信号，读取点和触发点向前移动。芯片的工作方式由两个寄存器控制，通过编写ARM程序写寄存器，可以选择使用通道、工作模式、&FO触发深度、极性与触发方式等。编辑本段转换过程
图A/D转换可分为4个阶段：即采样、保持、量化和编码。采样就是将一个时间上连续变化的信号转换成时间上离散的信号，根据奈奎斯特采样定理fsZZfh，如果采样信号频率大于或等于2倍的最高频率成分，则可以从采样后的信号无失真地重建恢复原始信号。考虑到模数转换器件的非线性失真、量化噪声及接收机噪声等因素的影响，采样频率一般取2．5～3倍的最高频率成分。要把一个采样信号准确地数字化，就需要将采样所得的瞬时模拟信号保持一段时间，这就是保持过程。保持是将时间离散、数值连续的信号变成时间连续、数值离散信号，虽然逻辑上保持器是一个独立的单元，但是，实际上保持器总是与采样器做在一起，两者合称采样保持器。图给出了A/D采样电路的采样时序图，采样输出的信号在保持期间即可进行量化和编码。量化是将时间连续、数值离散的信号转换成时间离散、幅度离散的信号；编码是将量化后的信号编码成二进制代码输出。到此，也就完成了A/D转换，这些过程通常是合并进行的。例如，采样和保持就经常利用一个电路连续完成，量化和编码也是在保持过程中实现的。编辑本段发展历史
计算机、数字通讯等数字系统是处理数字信号的电路系统。然而，在实际应用中，遇到的大都是连续变化的模拟量，因此，需要一种接口电路将模拟信号转换为数字信号。A/D转换器正是基于这种要求应运而生的。1970年代初，由于MOS工艺的精度还不够高，所以模拟部分一般采用双极工艺，而数字部分则采用MOS工艺，而且模拟部分和数字部分还不能做在同一个芯片上。因此，A/D转换器只能采用多芯片方式实现，成本很高。1975年，一个采用NMOS工艺的10位逐次逼近型A/D转换器成为最早出现的单片A/D转换器。1976年，出现了分辨率为11位的单片CMOS积分型A/D转换器。此时的单片集成A/D转换器中，数字 部分占主体，模拟部分只起次要作用；而且，此时的MOS工艺相对于双极工艺还存在许多不足。1980年代，出现了采用BiCMOS工艺制作的单片集成A/D转换器，但是工艺复杂，成本高。随着CMOS工艺的不断发展，采用CMOS工艺制作单片A/D转换器已成为主流。这种A/D转换器的成本低、功耗小。1990年代，便携式电子产品的普遍应用要求A/D转换器的功耗尽可能地低。当时的A/D转换器功耗为mW级，而现在已经可以降到&W级。A/D转换器的转换精度和速度也在不断提高，目前，A/D转换器的转换速度已达到数百MSPS，分辨率已经达到24位。编辑本段发展趋势
当前，数字处理系统正在飞速发展，在视频领域，高清晰度数字电视系统(HDTV)的出现，将广播电视推向了一个更高的台阶，HDTV的分辨率与普通电视相比至少提高了一倍。在通信领域，过去无线通信系统的设计都是静态的，只能在规定范围内的特定频段上使用专用调制器、编码器和信道协议。而软件无线电技术(SDR)能更加灵活、有效地利用频谱，并能方便地升级和跟踪新技术，大大地推动了无线通信系统的发展。在高精度测量领域，高级仪表的分辨率在不断提高，电流到达&A量级，电压到达mV甚至更低；在音频领域，各种高性能专业音频处理设备不断涌现，如DVD-Audio和超级音频CD(SACD)，它们能处理更高质量的音频信号。为了满足数字系统的发展要求，A/D转换器的性能也必须不断提高，它将主要向以下几个方向发展:1.高转换速度:现代数字系统的数据处理速度越来越快，要求获取数据的速度也要不断提高。比如，在软件无线电系统中，A/D转换器的位置是非常关键的，它要求A/D转换器的最大输入信号频率在1GHz和5GHz之间，以目前的技术水平，还很难实现。因此，向超高速A/D转换器方向发展的趋势是清晰可见的。2.高精度：现代数字系统的分辨率在不断提高，比如，高级仪表的最小可测值在不断地减小，因此，A/D转换器的分辨率也必须随之提高;在专业音频处理系统中，为了能获得更加逼真的声音效果，需要高精度的A/D转换器。目前，最高精度可达24位的A/D转换器也不能满足要求。现在，人们正致力于研制更高精度的A/D转换器。3.低功耗：片上系统(SOC)已经成为集成电路发展的趋势，在同一块芯片上既有模拟电路又有数字电路。为了完成复杂的系统功能，大系统中每个子模块的功耗应尽可能地低，因此，低功耗A/D转换器是必不可少的。在以往的设计中，5MSPS8～12位分辨率A/D转换器的典型功耗为100～150mW。这远不能满足片上系统的发展要求，所以，低功耗将是A/D转换器一个必然的发展趋势。总之，各种技术和工艺的相互渗透，扬长避短，开发出适合各种应用场合，能满足不同需求的A/D转换器，将是模拟/数字转换技术的未来发展趋势;高速、高精度、低功耗A/D转换器将是今后数据转换器发展的重点。
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