超高速ADC采集板卡目前形勢(shì)

在當(dāng)下，數(shù)字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)已覆蓋了生活和工業(yè)生產(chǎn)的方方面面，比如計(jì)算機(jī)就是非常典型的數(shù)字系統(tǒng)，在工業(yè)領(lǐng)域，很多工業(yè)檢測(cè)多是連續(xù)變化的物理量，往往用與之對(duì)應(yīng)的電壓、電流或頻率等進(jìn)行模擬，因而這些都屬于模擬系統(tǒng)。而高速ADC/DAC則是連接數(shù)字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)的橋梁和媒介——數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器（DAC）是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，而模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）則反過(guò)來(lái)，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。至于ADC/DAC是如何發(fā)揮各自作用的，則以光纖通信為例。

在光纖通信中，由于電纜和光釬傳輸?shù)亩际悄M信號(hào)（同軸電纜傳輸?shù)氖悄M信號(hào)，光纖傳輸?shù)氖枪饷}沖信號(hào)，大多屬于模擬信號(hào)），這就必須在發(fā)送端先把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，在接受端把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，也就是在發(fā)送端必須要有DAC，接收端安裝ADC，而如果ADC/DAC芯片性能有限，則直接會(huì)影響到光纖通信的傳輸速率。

實(shí)際上，受制于ADC/DAC芯片的性能，現(xiàn)在的光纖通信根本沒(méi)有達(dá)到理論性能的極限，還有很大的潛力可以挖掘，因此，的ADC/DAC對(duì)5G通信，以及大數(shù)據(jù)中心、以太網(wǎng)光互聯(lián)、短距離互聯(lián)通訊等領(lǐng)域有著重要意義。另外，在領(lǐng)域微電子所的該項(xiàng)技術(shù)突破也頗具意義——超高速ADC/DAC是雷達(dá)的重要器件，在電子戰(zhàn)中，頻率捷變也必須仰仗超高速ADC/DAC。

因此，超高速ADC/DAC無(wú)論對(duì)軍事，還是民用工業(yè)都意義非凡，而如此關(guān)鍵的技術(shù)，其技術(shù)制高點(diǎn)卻一直被美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家把持，對(duì)中國(guó)而言非常不利，前段時(shí)間，中興通訊被美國(guó)制裁，據(jù)媒體聲稱超高速ADC/DAC也位列制裁名單之上。

數(shù)據(jù)采集的技術(shù)路線

1. 有上位機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備

其上位機(jī)系統(tǒng)往往已經(jīng)對(duì)設(shè)備層的數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集、存儲(chǔ)，因此，對(duì)于這種有上位機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備，我們首先選的數(shù)據(jù)采集方案就是直接從上位機(jī)系統(tǒng)中獲取設(shè)備的數(shù)據(jù)，而不是去和設(shè)備打交道。這樣就能夠把一個(gè)OT的問(wèn)題（設(shè)備層的數(shù)據(jù)采集）轉(zhuǎn)化為IT的問(wèn)題（兩個(gè)信息系統(tǒng)的信息集成）。

2. 基于TCP/IP通訊協(xié)議的設(shè)備

對(duì)于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中沒(méi)有上位機(jī)系統(tǒng)的眾多設(shè)備，我們就需要從設(shè)備所支持的通訊協(xié)議角度入手，制定數(shù)采方案。

3. 基于非TCP/IP通訊協(xié)議的設(shè)備

這一類協(xié)議不屬于TCP/IP協(xié)議簇，往往在硬件接口方面就與以太網(wǎng)不兼容，比如RS-485等。因此，對(duì)于這類設(shè)備的數(shù)據(jù)采集首先需要增加網(wǎng)關(guān)，將其協(xié)議轉(zhuǎn)換為TCP/IP協(xié)議，才能接入到車間的網(wǎng)絡(luò)中并進(jìn)行協(xié)議解析。

4. 不具備通訊接口的設(shè)備

這類設(shè)備一般為老舊設(shè)備，比如那些不帶數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。遇到這樣的設(shè)備也是一件比較頭疼的事情，我一般會(huì)建議不要做這種設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，如果一定要做，也可以在機(jī)臺(tái)上放置一個(gè)觸摸屏之類的設(shè)備，用人工輔助的方式采集一些生產(chǎn)相關(guān)的信息。

數(shù)據(jù)采集卡的位數(shù)是不是和采集數(shù)據(jù)多少有關(guān)呢？

ADC的位數(shù)是指垂直分辨率位數(shù)，位數(shù)越高，量化誤差越小，測(cè)試動(dòng)態(tài)越大，同時(shí)幅度測(cè)試精度越高。這是高分辨率的優(yōu)勢(shì)。采用14Bit的ADC，采集的每一個(gè)樣點(diǎn)用二進(jìn)制表示將有14位。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率是指采樣率，每秒鐘采集多少個(gè)樣點(diǎn)。

ADC工作分為兩步：時(shí)間離散和幅度量化，前者對(duì)應(yīng)采樣，量化就是使用多少位數(shù)據(jù)去表示一個(gè)幅值，因?yàn)榱炕g隔不可能無(wú)窮小，所以存在量化誤差。

想要了解更多魯科數(shù)據(jù)的相關(guān)信息，歡迎撥打圖片上的熱線電話！