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超高速采集板卡——ADC

典型的模擬數字轉換器將模擬信號轉換為表示一定比例電壓值的數字信號。然而，有一些模擬數字轉換器并非純的電子設備，例如旋轉編碼器，也可以被視為模擬數字轉換器。數字信號輸出可能會使用不同的編碼結構。通常會使用二進制二補數（也稱作“補碼”）進行表示，但也有其他情況，例如有的設備使用格雷碼（一種循環碼）。

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超高速ADC采集板卡目前形勢

在當下，數字系統和模擬系統已覆蓋了生活和工業生產的方方面面，比如計算機就是非常典型的數字系統，在工業領域，很多工業檢測多是連續變化的物理量，往往用與之對應的電壓、電流或頻率等進行模擬，因而這些都屬于模擬系統。而高速ADC/DAC則是連接數字系統和模擬系統的橋梁和媒介——數字模擬轉換器（DAC）是將數字信號轉化為模擬信號，而模擬數字轉換器（ADC）則反過來，將模擬信號轉化為數字信號。至于ADC/DAC是如何發揮各自作用的，則以光纖通信為例。

在光纖通信中，由于電纜和光釬傳輸的都是模擬信號（同軸電纜傳輸的是模擬信號，光纖傳輸的是光脈沖信號，大多屬于模擬信號），這就必須在發送端先把數字信號轉化為模擬信號，在接受端把模擬信號轉化成數字信號，也就是在發送端必須要有DAC，接收端安裝ADC，而如果ADC/DAC芯片性能有限，則直接會影響到光纖通信的傳輸速率。

實際上，受制于ADC/DAC芯片的性能，現在的光纖通信根本沒有達到理論性能的極限，還有很大的潛力可以挖掘，因此，的ADC/DAC對5G通信，以及大數據中心、以太網光互聯、短距離互聯通訊等領域有著重要意義。另外，在領域微電子所的該項技術突破也頗具意義——超高速ADC/DAC是雷達的重要器件，在電子戰中，頻率捷變也必須仰仗超高速ADC/DAC。

因此，超高速ADC/DAC無論對軍事，還是民用工業都意義非凡，而如此關鍵的技術，其技術制高點卻一直被美國、日本等發達國家把持，對中國而言非常不利，前段時間，中興通訊被美國制裁，據媒體聲稱超高速ADC/DAC也位列制裁名單之上。

數據采集卡應用于工業現場哪些地方

數據采集卡在應用時，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AD轉換器變成數字信號，然后將該信號送到FIFO中。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AD轉換器。CPLD是整個系統的控制核心，他控制采集通道的切換、AD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。 運行時的數據并送給PC機，通過運行在PC機上的特定軟件對這些數據進行分析，以此判斷當前運行設備的狀況，進而采取相應措施。當前常用的數據采集裝置，在其系統軟件設計中，多采用單任務順序機制。這樣就存在系統安全性差的問題。這對于穩定性、實時性要求很高的數據采集裝置來說是不允許的，因此有必要引入嵌入式操作系統。

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