如何選擇高速數(shù)據(jù)采集卡？

用戶在進(jìn)行科研試驗(yàn)中，如果涉及高頻信號(hào)的試驗(yàn)，一般要進(jìn)行高速數(shù)據(jù)采集卡的選擇，如通信、高通物理、雷達(dá)等領(lǐng)域。選擇高速數(shù)據(jù)采集卡一般從如下幾個(gè)指標(biāo)考慮：

采樣率、分辨率、通道數(shù)、總線等。選型的關(guān)鍵還是看您高速數(shù)據(jù)采集卡做什么用，避免不要盲目選擇數(shù)據(jù)采集卡。制造高速或超高速采樣率的數(shù)字存儲(chǔ)示波器的公司主要有Agilent，Tektronix，Nicolet和Lecroy等,數(shù)字存儲(chǔ)示波器的較高采樣率也已達(dá)到10GS/s。因?yàn)椴煌臄?shù)據(jù)采集卡用的地方不同，首先你要確定你的用途，知道用處了才能更好的選型。用途確定后，查找相應(yīng)匹配的數(shù)據(jù)采集卡，查看其參數(shù)是否適合你的需求，把不同型號(hào)的采集卡作對(duì)比，這樣才可以挑選出更適合你的。數(shù)據(jù)采集板的應(yīng)用與這些關(guān)鍵詞息息相關(guān)：信號(hào)類型（脈沖、中頻、射頻….）、信號(hào)幅度、信號(hào)帶寬、是否需要FPGA實(shí)時(shí)處理，通道數(shù)…….

采樣率：非常關(guān)鍵的指標(biāo)，如果是包含直流分量的信號(hào)，采樣率的選擇一般是信號(hào)頻率的8倍以上。如果是通信調(diào)制信號(hào)，可以是采用欠采樣的方式采集，這時(shí)重點(diǎn)考慮的是板卡的帶寬。

分辨率：有些用戶對(duì)分辨的要求不高，比如通信等；有些用戶對(duì)分辨率則比較敏感，通?？蛇x有8bit，10bit，12bit，14bit，16bit等。

通道數(shù)：對(duì)于有些陣列應(yīng)用的場(chǎng)合，通道數(shù)是非常關(guān)鍵的一個(gè)要素。比如超聲陣列、相控陣?yán)走_(dá)、分布式高能物理探測(cè)等。當(dāng)然，此種場(chǎng)合的對(duì)同步性要求也非常高。

總線：用戶根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模、經(jīng)費(fèi)預(yù)算等，也需適合選擇合適的總線。比如經(jīng)費(fèi)試驗(yàn)室環(huán)境可選擇PCIe、USB總線等，如果是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，可選擇cPCI、VPX等。

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高速數(shù)據(jù)采集卡動(dòng)態(tài)

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 科研工作者對(duì)信號(hào)的獲取與分析的需求從不停歇，而采集卡的形態(tài)、樣式也在推陳出新，新的處理手段——如多核CPU、并行GPU，F(xiàn)PGA處理能力也日新月益，推動(dòng)整個(gè)數(shù)據(jù)采集行業(yè)不斷進(jìn)步。VPX采集存儲(chǔ)系統(tǒng)的主要架構(gòu)一般為：VPX高速采集板，VPXFPGASATA控制板，VPX磁盤板（一般選用SSD固態(tài)硬盤）及VPX機(jī)箱平臺(tái)等。對(duì)于獲取物理界中的信號(hào)，幾十兆以上的采樣率被視為高速數(shù)據(jù)采集，5G通信、復(fù)雜電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)、相控陣?yán)走_(dá)、超帶寬通信、高能物理、光電領(lǐng)域?qū)τ跀?shù)據(jù)采集卡的需求也集中在高頻頻段，需要更高的帶寬、更高的采樣精度、更廣的動(dòng)態(tài)范圍。高速數(shù)據(jù)采集卡的關(guān)鍵部件廠商不斷發(fā)布新的芯片部件，如ADI,TI的新AD/DA芯片，Xilinx, Altera的基于SOC的先進(jìn)FPGA技術(shù)，使高速數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品出現(xiàn)新的組合可能。

同步數(shù)據(jù)采集卡的電能質(zhì)量分析方案

電能質(zhì)量是指通過公用電網(wǎng)供給用戶端的交流電能的質(zhì)量。理想狀態(tài)的公用電網(wǎng)應(yīng)以恒定的頻率、標(biāo)準(zhǔn)正弦波和額定電壓對(duì)用戶供電。數(shù)據(jù)采集技術(shù)及超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,處理流程一般包括濾波、采樣、存儲(chǔ)和處理四個(gè)環(huán)節(jié)。同時(shí)，在三相交流系統(tǒng)中，各相電壓和電流的幅值大小應(yīng)相等、相位對(duì)稱且相差120度。但由于系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)、變壓器和線路等設(shè)備非線性或不對(duì)稱、負(fù)荷性質(zhì)多變，加之調(diào)控手段不完善及運(yùn)行操作、外來干擾和各種故障等原因，這種理想狀態(tài)并不存在。因此，產(chǎn)生了電網(wǎng)運(yùn)行電力設(shè)備和供用電環(huán)節(jié)中的各種問題，也就產(chǎn)生了電能質(zhì)量的概念。

根據(jù)現(xiàn)象可以定義為：導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差，其內(nèi)容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動(dòng)與閃變、三相不平衡、暫時(shí)或瞬態(tài)過電壓、波形畸變（諧波）、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續(xù)性等。

對(duì)于電能質(zhì)量分析，同步采集是一個(gè)首要條件，如果采用異步采集，通道間的采集時(shí)間差，會(huì)帶來相位、功率等方面的誤差。以三相四線的電能質(zhì)量分析分例，需要分別采集三相的電壓和三相的電流，以及零線電流。那么，就需要7個(gè)通道完成數(shù)據(jù)采集工作。

數(shù)據(jù)采集卡的優(yōu)勢(shì)

*  基于多種接入總線接口的設(shè)備，適用于客戶的不同需求。

*  功能接口豐富， 為客戶提供了多種測(cè)量的解決方法。

*  可提供多種速率的采集卡，更好的適應(yīng)客戶的需求。

*  可提供高分辨率的設(shè)備，可為客戶提供高精度的采集產(chǎn)品。

*  可根據(jù)用戶的實(shí)際要求進(jìn)行小規(guī)模的定制。

*  基于LabVIEW工程測(cè)試軟件基礎(chǔ)上開發(fā)的測(cè)試軟件，使用方便，靈活，形象，可更好的反應(yīng)測(cè)量的結(jié)果。