数据采集卡功能

一个典型的数据采集卡的功能有模拟输入、模拟输出、数字I/O、计数器/计时器等，这些功能分别由相应的电路来实现。模拟输入是采集基本的功能。

它一般由多路开关（MUX）、放大器、采样保持电路以及A/D来实现，通过这些部分，一个模拟信号就可以转化为数字信号。A/D的性能和参数直接影响着模拟输入的质量，要根据实际需要的精度来选择合适的A/D。所有通道触发，外部触发，可以结合AND和OR函数来建立非常复杂的触发条件。模拟输出通常是为采集系统提供激励。输出信号受数模转换器（D/A）的建立时间、转换率、分辨率等因素影响。建立时间和转换率决定了输出信号幅值改变的快慢。建立时间短、转换率高的D/A可以提供一个较高频率的信号。如果用D/A的输出信号去驱动一个加热器，就不需要使用速度很快的D/A，因为加热器本身就不能很快地跟踪电压变化。

超高速数据采集结构设计

以下内容由鲁科数据为您提供，希望对同行业的朋友有所帮助。

数据采集技术已广泛应用于通信、图像采集、雷达、医学器械等技术领域。做为实现这些需求的手段，一般搭建一套高速数据采集存储系统是比较常规的方式。随着这些领域的发展，数据采集系统的速度和精度也需相应提高。这就对系统设计方案选择、电路结构和系统调试提出了很高的要求。超高速数据采集系统的结构设计主要是设计A/D转换和数据存储两大模块，此外，还应兼顾后续数字信号处理部分。在A/D转换模块中，可以采用单片A/D的结构，也可以采用多片A/D并行的结构；而多片A/D并行又包括时间并行和幅度并行两种方式。多片A/D并行可以降低对单个A/D芯片的性能要求，但系统会由于各路之间时钟延长时间不等和各路之间增益不等，产生偏移误差。这些误差必须通过合理的算法进行校正，增加了设备量和控制的复杂性。在超高速应用场合，如果现有芯片的速度与精度能满足要求，一般采用单片A/D变换结构。另外，超高速采集系统对PCB板的设计提出很高的要求。如果数字逻辑电路的频率达到或者超过45～50MHz，而且工作在这个频率之上的电路已经占到整个电子系统一定的分量（比如1/3），就称为高速电路。通常约定如果线传播延长时间大于1/2数字信号驱动端的上升时间，则认为此类信号是高速信号并产生传输线效应。在超高速系统中，传输线效应非常严重，需要采用很多方法来保证数据的完整性。

数据采集卡的触发模式

    触发模式是指启动数据采集卡AD转换方式，一般有三种模式供选择：

（1）内部软件触发（Internal Software Trigger）   在这种触发模式下，计算机通过调用DLL中的函数，或直接读写数据采集卡的寄存器来完成AD转换的启动。

（2）内部定时触发（Internal Pacer Trigger）   由内部始终发生器定时启动AD转换，这种方式结合中断传输，完成数据的高速和连续的采集。

（3）外部触发（External Trigger）   指使用外部脉冲或电平信号启动AD转换。这种采样方法不论被测信号频率为多少，一个信号周期内均匀采样的点数总共为N个。外部触发在很多瞬间数据采集的场合下有重要作用，当我们需要对一个瞬态过程进行数据采集时，大多用这种触发模式。例如在需要对锻炼过程中压力机冲击过程对模具受力情况进行高速的瞬态压力采集，可以在上模块运行到某个位置时，使用形成开关给出一个触发信号，启动AD转换，这样就可以准确地采集到所需要的信号。一些数据采集卡还具有提前触发、对中触发和之后触发的功能。

高速数据采集卡软件设计，一般具备如下架构：

1、硬件层

PCIe高速数据采集卡。

2、系统层

高速数据采集卡的驱动程序，处于操作系统层。运行在操作系统内核模式。我们为客户提供有SYS驱动文件，及INF驱动程序安装文件。

驱动程序主要功能是，定义了中断模式，寄存器访问控制等基本功能。

3、应用层

应用层分为API接口和应用程序。API接口包括：驱动API、图形API、算法API。随着行业深入，API库会更加丰富，更加专业化。

驱动API接口以动态运行库DLL形式提供，DLL运行在用户模式的应用层，API为用户提供定义明晰的接口函数，便于理解，能够充分发挥出用户的主观能动性，便于用户二次开发，创建属于自己更的更专业化的应用软件。

图形API，封装了曲线图控件。便于用户对数据分析的曲线表示。

算法API，封装了数据分析中常用算法，便于用户数据分析。