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数据采集卡性能指标与应用
数据采集卡性能指标与应用

冯雪上海交通大学电气工程系,上海
摘要
对在测量领域中的数据采集卡的一般结构原理作了介绍,说明了数据采集卡的一般的组成单元及其各单元的工作原
理和作用。并给出了数据采集卡的主要的性能指标,并且结合性能指标,对如何选择与使用数据采集卡作了详细论述。
关键词:数据采集,/ 转换,分辨率,精度

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数据采集卡是虚拟仪器进行测试必不可少的核心硬件设数据采集系统的关键组成单元。采样/保持电路将输入的连续标
备,它将输入进来的标准模拟信号经过一系列的信号调理,数据准模拟信号变换成时间上离散的采样信号。/转换则是将经
转换输入到虚拟仪器的采集系统。过了采样/保持后,将幅值仍然在采样时间内是连续的模拟信号
数据采集卡的结构原理转换成数字信号,将采样信号的幅值用二进制代码来表示。
一般来说,数据采集卡作为虚拟仪器的核心硬件设备,其主先进先出缓冲器:经过/ 转换后,数字值首先
要功能有三:其一是由衰减器和增益可控放大器进行量程自动通过。保证了数据的完整性,有效的减小了在完成了
变换;其二是由多路转换器×完成对多点多通道信号的分/ 变换后数据丢失的可能性。
时采样;其三是将信号的采样值由/转换器转换为幅值离散总线接口和控制器:总线接口是各种采集卡与相连
化的数字量,或由/转换器转换为脉冲频率,以适应计算机工接的方式, 目前数据采集卡的接口方式有:、、×、
作,或者由/转换器输出控制信号。以及等。控制器是采样/保持、/转换器和/,
数据采集卡的基本结构框图如图所示。与数据采集系统转换器等电路的核心。它完成采样/保持、/转换器和/ 转
相对应,数据采集卡本身将模拟输入通道、信号调理电路、采样/ 换器的控制功能。根据对采样速率的要求,其控制方式分为:无
保持、/ 转换以及控制逻辑单元的时钟、总线接口和控制器集条件采样、中断方式、查询方式和直接存储器存取方式。
为一体,从而实现了一个完整测量系统的硬件电路。下面分别介在高速率数据采集卡中,一般都采用控制方式。
绍这些组成单元的原理和作用。/ 转换器:将/转换后的数字信号转换成电压或电
流等模拟信号,可将转换后的模拟信号送入执行机构进行控制
或调节。
数据采集卡的性能指标
由于不同的数据采集卡具有不同的性能指标,在科学实验
或工程测量中如何选择数据采集卡就成了测量的首要任务。数
据采集卡的选择要考虑的因素很多,所以必须从信号处理的原
理和电路原理上来考虑,本文根据应用经验,总结得出主要的数
据采集卡的性能指标有:模拟信号输入部分;/ 转换和采样/
保持部分;/ 转换部分。
. 模拟信号输入部分
模拟信号输入部分有五个性能参数:模拟输入通道数、信号
图数据采集卡的结构框图
输入方式、模拟信号的输入范围量程、放大器增益、模拟输入
模拟输入通道:数据采集卡的模拟输入通道也叫多路转
阻抗。
换器×,它是由一类受控制而将模拟信号接通或断开的模
模拟输入通道数表明了数据采集卡所能采集的最多的信
拟开关构成的。一般采用的是半导体器件构成的无触点式电子
号路数