超高速采集板卡 ——模/數(shù)轉(zhuǎn)換器

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模/數(shù)轉(zhuǎn)換器是整個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心，它的性能直接限制系統(tǒng)的性能。要使設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能滿足工作條件，首先要選對(duì)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。因此，有必要去了解模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的發(fā)展?fàn)顩r。

采樣方式：常見的采樣方式可分為“實(shí)時(shí)采樣”和“等效時(shí)間采樣”兩大類。

超高速采集板卡——多路數(shù)據(jù)采集應(yīng)用背景

在當(dāng)今集成電路及互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)快速發(fā)展轉(zhuǎn)型的時(shí)期，數(shù)據(jù)采集(Data Acquisition)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)研究及分布式領(lǐng)域，作用和地位越來(lái)越重要。隨著互聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算平臺(tái)的產(chǎn)生及對(duì)各行各業(yè)思維方法的改進(jìn)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)無(wú)論從硬件還是軟件都有了新的發(fā)展和研究。 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域都離不開初期的數(shù)據(jù)采集和信息交換，在研究和應(yīng)用過(guò)程中數(shù)據(jù)采集量的增大，要求數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)信息的處理速度越來(lái)越高，外圍電路的擴(kuò)展功能越來(lái)越豐富。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集儀器功能相對(duì)簡(jiǎn)單，采集數(shù)量、速度不快，在數(shù)據(jù)處理傳輸方面依賴單獨(dú)的計(jì)算機(jī)軟件分析，互聯(lián)性和可開發(fā)性不強(qiáng)。而完整的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，不僅能夠單獨(dú)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，而且設(shè)備能高速同步處理數(shù)據(jù)信息，還能在各設(shè)備之間互相通信以及擴(kuò)展接入其他外設(shè)，構(gòu)成功能完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，甚至上傳數(shù)據(jù)至網(wǎng)絡(luò)后臺(tái)，實(shí)現(xiàn)云端信息共享。

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超高速采集板卡——關(guān)于ADC采樣率

由于實(shí)際使用的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器不能進(jìn)行完全實(shí)時(shí)的轉(zhuǎn)換，所以對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行一次轉(zhuǎn)換的過(guò)程中必須通過(guò)一些外加方法使之保持恒定。常用的有采樣-保持電路，在大多數(shù)的情況里，通過(guò)使用一個(gè)電容器可以存儲(chǔ)輸入的模擬電壓，并通過(guò)開關(guān)或門電路來(lái)閉合、斷開這個(gè)電容和輸入信號(hào)的連接。許多模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換集成電路在內(nèi)部就已經(jīng)包含了這樣的采樣-保持子系統(tǒng)。

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如何選擇數(shù)據(jù)采集卡

基于多種接入總線接口的設(shè)備，適用于客戶的不同需求。

首先，選擇接口方式。數(shù)據(jù)采集卡的接口方式是指該卡與PC連接的總線方式，或者該卡提供的接口方式。常見的接口方式有PCI, Compact PCI,USB, PCMCIA, CAN, 無(wú)線，網(wǎng)卡；還有較老式的方式如串口UART/LPT/SPI，并口COM，ISA/EISA，PC/AT。

USB總線由于支持即插即用，傳輸速度快，攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，成為未來(lái)的發(fā)展方向。 無(wú)線技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)據(jù)傳輸速度不斷發(fā)展,給數(shù)據(jù)采集卡提供了更加方便快捷的移動(dòng)傳輸方式.通常的傳輸協(xié)議有:紅外IRDA,藍(lán)牙BLUETOOTH,NFC,GPRS,WLAN,3G,HSPDA等等. GPRS方式傳輸現(xiàn)在有很大的市場(chǎng).

第二步，確定輸入和輸出指標(biāo)。這些指標(biāo)有輸入和輸出的模擬量精度和速率,輸入和輸出的數(shù)字量電平和要求,輸入和輸出的數(shù)字傳輸協(xié)議方式. 模擬量采樣有高的精度和高速率兩個(gè)方向,有的將二者結(jié)合起來(lái),屬于較高要求.數(shù)字量有TTL,CMOS,高壓電平等,特殊場(chǎng)合,需要光電隔離,ESD,EMI保護(hù).傳輸協(xié)議通常為UART,也有并行方式.

第三步，選擇接口協(xié)議處理器。如果你的數(shù)據(jù)采集卡不需要處理器就能夠滿足要求,你可以現(xiàn)在動(dòng)手設(shè)計(jì)了.否則,繼續(xù)努力!接下來(lái)考慮的是接口協(xié)議處理器.PCI, USB, PCMCIA, CAN, 網(wǎng)卡都有專門的接口芯片.當(dāng)然你也可以選擇FPGA加上軟件協(xié)議IP核,同樣能實(shí)現(xiàn)你的目標(biāo),但是難度很大.

第四步，選擇采集卡處理器。

第五步，選擇數(shù)據(jù)采集電路。