數(shù)據(jù)采集卡主要技術(shù)參數(shù)

數(shù)據(jù)采集卡主要技術(shù)參數(shù)有如下幾個指標(biāo)：（1）通道數(shù)：即板卡可以采集幾路信號，分為單端和雙端（差分）。超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是設(shè)計A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)存儲兩大模塊，此外，還應(yīng)兼顧后續(xù)數(shù)字信號處理部分。常用的有單端32路/差分16路、單端16路/差分8路。（2）采樣頻率：單位時間采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)，與AD芯片的轉(zhuǎn)換一個點(diǎn)所需時間有關(guān)，例如：AD轉(zhuǎn)換一個點(diǎn)需要T=10us，則其采樣頻率f=1/T為100K（即100kHz），即每秒鐘AD芯片可以轉(zhuǎn)換100K的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)。常有100K、250K、500K、800K、lM、40M等。（3）緩存：主要用來存儲AD芯片轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。帶緩存板卡可以設(shè)置采樣頻率，否則不可改變。緩存有RAM和FIFO兩種。FIFO主要用作數(shù)據(jù)緩沖，存儲量不大，速度快；RAM一般用于高速采集卡，存儲量大，速度較慢。（4）分辨率：采樣數(shù)據(jù)較低位所代表的模擬量的值，常有12位、14位、16位等。如12位分辨率，當(dāng)電壓量程為5000mV，單位增量為（5000mV）/4096=1.22mV（注：2的12次方為4096）。（5）精度：測量值和真實值之間的誤差，即測量準(zhǔn)確度。一般用滿量程FSR（Full Scale Range）的百分比表示，常見的如0.05%FSR、0.1%FSR等。如滿量程范圍為0~10V，其精度為0.1%FSR，則誤差在10mV以內(nèi)。（6）量程：輸入信號的幅度，常用有±5V、±10V0～5V、0~10V。（7）增益：輸入信號的放大倍數(shù)，分為程控增益和硬件增益。通過數(shù)據(jù)采集卡的電壓放大芯片將AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行固定倍數(shù)的放大，有兩種型號PGA202（1、10、100、1000）和PGA203（1、2、4、8）的增益芯片。（8）觸發(fā)：可分為內(nèi)觸發(fā)和外觸發(fā)兩種，特定啟動AD轉(zhuǎn)換方式。

高速數(shù)據(jù)采集卡軟件設(shè)計，一般具備如下架構(gòu)：

1、硬件層

PCIe高速數(shù)據(jù)采集卡。

2、系統(tǒng)層

高速數(shù)據(jù)采集卡的驅(qū)動程序，處于操作系統(tǒng)層。運(yùn)行在操作系統(tǒng)內(nèi)核模式。我們?yōu)榭蛻籼峁┯蠸YS驅(qū)動文件，及INF驅(qū)動程序安裝文件。

驅(qū)動程序主要功能是，定義了中斷模式，寄存器訪問控制等基本功能。

3、應(yīng)用層

應(yīng)用層分為API接口和應(yīng)用程序。API接口包括：驅(qū)動API、圖形API、算法API。隨著行業(yè)深入，API庫會更加豐富，更加專業(yè)化。

驅(qū)動API接口以動態(tài)運(yùn)行庫DLL形式提供，DLL運(yùn)行在用戶模式的應(yīng)用層，API為用戶提供定義明晰的接口函數(shù)，便于理解，能夠充分發(fā)揮出用戶的主觀能動性，便于用戶二次開發(fā)，創(chuàng)建屬于自己更的更專業(yè)化的應(yīng)用軟件。

圖形API，封裝了曲線圖控件。便于用戶對數(shù)據(jù)分析的曲線表示。

算法API，封裝了數(shù)據(jù)分析中常用算法，便于用戶數(shù)據(jù)分析。

數(shù)據(jù)采集模塊跟數(shù)據(jù)采集卡有什么區(qū)別？

在系統(tǒng)基本工作原理方面

應(yīng)用時，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)置于被監(jiān)控的設(shè)備處，通過傳感器對設(shè)備的電壓或者電流信號進(jìn)行采樣、保持，并送入A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號，然后將該信號送到FIFO中。它一般由多路開關(guān)（MUX）、放大器、采樣保持電路以及A/D來實現(xiàn)，通過這些部分，一個模擬信號就可以轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。當(dāng)FIFO中存放的數(shù)據(jù)到了一定數(shù)目時，由ARM7從FIFO中讀出，然后通過ARM7的以太網(wǎng)接口或者RS232送給上位機(jī)?？紤]到要監(jiān)控的設(shè)備可能會很多，所以設(shè)計了多路采集通道，他們經(jīng)過模擬開關(guān)后再進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器。CPLD是整個系統(tǒng)的控制核心，他控制采集通道的切換、A/D轉(zhuǎn)換器的啟/停、轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)在FIFO中的存放地址發(fā)生器、產(chǎn)生中斷請求以通知ARM7讀取存放在FIFO中的數(shù)據(jù)等。