数据采集卡主要技术参数

数据采集卡主要技术参数有如下几个指标：（1）通道数：即板卡可以采集几路信号，分为单端和双端（差分）。常用的有单端32路/差分16路、单端16路/差分8路。（2）采样频率：单位时间采集的数据点数，与AD芯片的转换一个点所需时间有关，例如：AD转换一个点需要T=10us，则其采样频率f=1/T为100K（即100kHz），即每秒钟AD芯片可以转换100K的数据点数。常有100K、250K、500K、800K、lM、40M等。（3）缓存：主要用来存储AD芯片转换后的数据。带缓存板卡可以设置采样频率，否则不可改变。缓存有RAM和FIFO两种。FIFO主要用作数据缓冲，存储量不大，速度快；RAM一般用于高速采集卡，存储量大，速度较慢。（4）分辨率：采样数据较低位所代表的模拟量的值，常有12位、14位、16位等。如12位分辨率，当电压量程为5000mV，单位增量为（5000mV）/4096=1.22mV（注：2的12次方为4096）。（5）精度：测量值和真实值之间的误差，即测量准确度。一般用满量程FSR（Full Scale Range）的百分比表示，常见的如0.05%FSR、0.1%FSR等。如满量程范围为0~10V，其精度为0.1%FSR，则误差在10mV以内。（6）量程：输入信号的幅度，常用有±5V、±10V0～5V、0~10V。（7）增益：输入信号的放大倍数，分为程控增益和硬件增益。2020年2月25日，国产自主研发的飞行时间质谱仪入选中国医学装备协会推荐的《新冠疫情防治急需医学装备目录（第三批）》，国产飞行时间质谱助力新冠炎疫情防治起到重要作用。通过数据采集卡的电压放大芯片将AD转换后的数据进行固定倍数的放大，有两种型号PGA202（1、10、100、1000）和PGA203（1、2、4、8）的增益芯片。（8）触发：可分为内触发和外触发两种，特定启动AD转换方式。

如何选择高速数据采集卡？

用户在进行科研试验中，如果涉及高频信号的试验，一般要进行高速数据采集卡的选择，如通信、高通物理、雷达等领域。选择高速数据采集卡一般从如下几个指标考虑：

 采样率、分辨率、通道数、总线等。选型的关键还是看您高速数据采集卡做什么用，避免不要盲目选择数据采集卡。因为不同的数据采集卡用的地方不同，首先你要确定你的用途，知道用处了才能更好的选型。用途确定后，查找相应匹配的数据采集卡，查看其参数是否适合你的需求，把不同型号的采集卡作对比，这样才可以挑选出更适合你的。数据采集卡的耐压值高出输入量程一些，如果信号输入超过耐压值，采集卡将启动自保护功能，自动断电。数据采集板的应用与这些关键词息息相关：信号类型（脉冲、中频、射频….）、信号幅度、信号带宽、是否需要FPGA实时处理，通道数…….

 采样率：非常关键的指标，如果是包含直流分量的信号，采样率的选择一般是信号频率的8倍以上。如果是通信调制信号，可以是采用欠采样的方式采集，这时重点考虑的是板卡的带宽。

 分辨率：有些用户对分辨的要求不高，比如通信等；有些用户对分辨率则比较敏感，通常可选有8bit，10bit，12bit，14bit，16bit等。

 通道数：对于有些阵列应用的场合，通道数是非常关键的一个要素。比如超声阵列、相控阵雷达、分布式高能物理探测等。当然，此种场合的对同步性要求也非常高。

 总线：用户根据系统规模、经费预算等，也需适合选择合适的总线。比如经费试验室环境可选择PCIe、USB总线等，如果是工业现场、试验现场，可选择cPCI、VPX等。

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超高速数据采集系统

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超高速数据采集系统即采用超高采样速率对数据进行采集的系统。采样率、分辨率为评价超高速数据采集系统的重要技术指标。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。超高速数据采集技术也广泛应用在雷达、通信、声纳、遥感、地质勘探、振动工程、无损检测、智能仪器、语音处理、光时间域反射测量、物质光谱学与光谱测量、生物医学工程等多个领域。比如经费试验室环境可选择PCIe、USB总线等，如果是工业现场、试验现场，可选择cPCI、VPX等。

数据采集模块跟数据采集卡有什么区别？

从概念来说。数字量是物理量的一种，一类物理量的变化在时间上和数量上都是离散的。它们的变化在时间上是不连续的，总是发生在一系列离散的瞬间。同时，它们的数值大小和每次的增减变化都是某一个较小数量单位的整数倍，而小于这个较小数量单位的数值没有任何物理意义。这一类物理量叫做数字量。数字量，也就是离散量，指得是分散开来的、不存在中间值的量。 打个比方，一个开关所能够取的值是离散的，只能是开或者关，不存在中间的情况。但是音量旋钮的取值是连续的，在较大和较小之间有无数种取值。幅度分辨率不足数字转换器使用模拟到数字转换器(adc)将模拟信号的样本转换成数字值。比如12%的音量13%的音量，或者12.5%的音量。

数字量（离散量）是与模拟量（连续量）相对应的。后者常见于自然世界中，并且用一般的数学方法就可以进行分析。而数字量则用于计算机处理的信息中。因为计算机的基本工作状态只有0和1两种，并且数字计算机系统对外界信息的采样也不可能是严格连续的，必然是在一个周期内只完成一次采样，故此数字系统中处理的都是数字量。并且，数字量不能完全依靠普通的数学方法进行分析，对他的分析有专门的数学方法。较小有效位(lsb)表示可以检测到的较小间隔，对于12位数字转换器，较小有效位为1/4096或2。