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發布時間:2020-12-12 05:20  
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數據采集卡主要技術參數
數據采集卡主要技術參數有如下幾個指標:(1)通道數:即板卡可以采集幾路信號,分為單端和雙端(差分)。超高速數據采集系統的結構設計主要是設計A/D轉換和數據存儲兩大模塊,此外,還應兼顧后續數字信號處理部分。常用的有單端32路/差分16路、單端16路/差分8路。(2)采樣頻率:單位時間采集的數據點數,與AD芯片的轉換一個點所需時間有關,例如:AD轉換一個點需要T=10us,則其采樣頻率f=1/T為100K(即100kHz),即每秒鐘AD芯片可以轉換100K的數據點數。常有100K、250K、500K、800K、lM、40M等。(3)緩存:主要用來存儲AD芯片轉換后的數據。帶緩存板卡可以設置采樣頻率,否則不可改變。緩存有RAM和FIFO兩種。FIFO主要用作數據緩沖,存儲量不大,速度快;RAM一般用于高速采集卡,存儲量大,速度較慢。(4)分辨率:采樣數據較低位所代表的模擬量的值,常有12位、14位、16位等。如12位分辨率,當電壓量程為5000mV,單位增量為(5000mV)/4096=1.22mV(注:2的12次方為4096)。(5)精度:測量值和真實值之間的誤差,即測量準確度。一般用滿量程FSR(Full Scale Range)的百分比表示,常見的如0.05%FSR、0.1%FSR等。如滿量程范圍為0~10V,其精度為0.1%FSR,則誤差在10mV以內。(6)量程:輸入信號的幅度,常用有±5V、±10V0~5V、0~10V。(7)增益:輸入信號的放大倍數,分為程控增益和硬件增益。通過數據采集卡的電壓放大芯片將AD轉換后的數據進行固定倍數的放大,有兩種型號PGA202(1、10、100、1000)和PGA203(1、2、4、8)的增益芯片。(8)觸發:可分為內觸發和外觸發兩種,特定啟動AD轉換方式。
高速數據采集卡軟件設計,一般具備如下架構:
1、硬件層
PCIe高速數據采集卡。
2、系統層
高速數據采集卡的驅動程序,處于操作系統層。運行在操作系統內核模式。我們為客戶提供有SYS驅動文件,及INF驅動程序安裝文件。
驅動程序主要功能是,定義了中斷模式,寄存器訪問控制等基本功能。
3、應用層
應用層分為API接口和應用程序。API接口包括:驅動API、圖形API、算法API。隨著行業深入,API庫會更加豐富,更加專業化。
驅動API接口以動態運行庫DLL形式提供,DLL運行在用戶模式的應用層,API為用戶提供定義明晰的接口函數,便于理解,能夠充分發揮出用戶的主觀能動性,便于用戶二次開發,創建屬于自己更的更專業化的應用軟件。
圖形API,封裝了曲線圖控件。便于用戶對數據分析的曲線表示。
算法API,封裝了數據分析中常用算法,便于用戶數據分析。
數據采集模塊跟數據采集卡有什么區別?
在系統基本工作原理方面
應用時,數據采集系統置于被監控的設備處,通過傳感器對設備的電壓或者電流信號進行采樣、保持,并送入A/D轉換器變成數字信號,然后將該信號送到FIFO中。它一般由多路開關(MUX)、放大器、采樣保持電路以及A/D來實現,通過這些部分,一個模擬信號就可以轉化為數字信號。當FIFO中存放的數據到了一定數目時,由ARM7從FIFO中讀出,然后通過ARM7的以太網接口或者RS232送給上位機。考慮到要監控的設備可能會很多,所以設計了多路采集通道,他們經過模擬開關后再進入A/D轉換器。CPLD是整個系統的控制核心,他控制采集通道的切換、A/D轉換器的啟/停、轉換后的數據在FIFO中的存放地址發生器、產生中斷請求以通知ARM7讀取存放在FIFO中的數據等。