數(shù)據(jù)采集卡的功能特點(diǎn):
一個(gè)典型的數(shù)據(jù)采集卡的功能有模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字I/O、計(jì)數(shù)器/計(jì)時(shí)器等,這些功能分別由相應(yīng)的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。
數(shù)據(jù)采集卡模擬輸入是采集*基本的功能。它一般由多路開(kāi)關(guān)(MUX)、放大器、采樣保持電路以及A/D來(lái)實(shí)現(xiàn),通過(guò)這些部分,一個(gè)模擬信號(hào)就可以轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。A/D的性能和參數(shù)直接影響著模擬輸入的質(zhì)量,要根據(jù)實(shí)際需要的精度來(lái)選擇合適的A/D。
數(shù)據(jù)采集卡模擬輸出通常是為采集系統(tǒng)提供激勵(lì)。輸出信號(hào)受數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)的建立時(shí)間、轉(zhuǎn)換率、分辨率等因素影響。建立時(shí)間和轉(zhuǎn)換率決定了輸出信號(hào)幅值改變的快慢。建立時(shí)間短、轉(zhuǎn)換率高的D/A可以提供一個(gè)較高頻率的信號(hào)。如果用D/A的輸出信號(hào)去驅(qū)動(dòng)一個(gè)加熱器,就不需要使用速度很快的D/A,因?yàn)榧訜崞鞅旧砭筒荒芎芸斓馗欕妷鹤兓?。因此,?yīng)該根據(jù)實(shí)際需要選擇D/A的參數(shù)指標(biāo)。
數(shù)字I/O通常用來(lái)控制過(guò)程、產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)、與外設(shè)通信等。它的重要參數(shù)包括:數(shù)字口路數(shù)(line)、接收(發(fā)送)率、驅(qū)動(dòng)能力等。如果輸出去驅(qū)動(dòng)電機(jī)、燈、開(kāi)關(guān)型加熱器等用電器,就不必要求較高的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換率。路數(shù)要能同控制對(duì)象配合,而且需要的電流要小于采集卡所能提供的驅(qū)動(dòng)電流。但加上合適的數(shù)字信號(hào)調(diào)理設(shè)備,仍可以用采集卡輸出的低電流的TTL電平信號(hào)去監(jiān)控高電壓、大電流的工業(yè)設(shè)備。數(shù)字I/O常見(jiàn)的應(yīng)用是在計(jì)算機(jī)和外設(shè)如打印機(jī)、數(shù)據(jù)記錄儀等之間傳送數(shù)據(jù)。另外一些數(shù)字口為了同步通信的需要還有“握手”線。路數(shù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率、“握手”能力都是重要參數(shù),應(yīng)依據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)合而選擇有合適參數(shù)的數(shù)字I/O。
數(shù)據(jù)采集卡的選型指南:
一般數(shù)據(jù)采集卡選型,按如下步驟進(jìn)行,詳細(xì)指標(biāo)請(qǐng)參閱相應(yīng)產(chǎn)品的樣本或選型指南。
? ? 在選擇數(shù)據(jù)采集卡之前,需分析應(yīng)用需求,充分了解各種數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品的特點(diǎn)、支持的開(kāi)發(fā)平臺(tái)種類(lèi)、運(yùn)行的操作系統(tǒng)環(huán)境以及開(kāi)發(fā)難度等,然后根據(jù)有關(guān)指標(biāo)進(jìn)行合理選擇。
? ? 應(yīng)用較廣的包括PCI、PXI、USB、ISA等多種總線結(jié)構(gòu),不同的總線具有不同的傳輸速度、電氣特性、結(jié)構(gòu)尺寸、配置過(guò)程等,用戶(hù)要根據(jù)自己所需的特性來(lái)選擇。
? ? 系統(tǒng)的高采樣率取決于ADC芯片變換模擬信號(hào)的速率,通常單位是SPS(采樣點(diǎn)/s)。根據(jù)奈奎斯特采樣理論,采樣頻率務(wù)必是信號(hào)中高有效頻率的兩倍以上,否則會(huì)產(chǎn)生混疊信號(hào)失真,俗稱(chēng)“假頻”。對(duì)于很多用戶(hù),可能需要仔細(xì)觀察分析信號(hào)的細(xì)節(jié),往往需要更高的采樣速率,通常建議選用高采樣率大于信號(hào)高頻率分量的5~10倍的采集卡。
? ?在確定了A/D轉(zhuǎn)換分辨率的情形下,應(yīng)按照保證信號(hào)量化噪聲較低,信噪比較高的原則,選擇一個(gè)合適的量程,再通過(guò)信號(hào)調(diào)理將被采集信號(hào)調(diào)理在這個(gè)合理的量程內(nèi)。