高速數(shù)據(jù)采集存儲板卡設計

介紹所設計的高速數(shù)據(jù)采集高速、大容量存儲卡和系統(tǒng)實現(xiàn)方案。A/D采集采用8位的1 GHz A/D轉(zhuǎn)換芯片,高速大容量存儲采用固態(tài)存儲芯片F(xiàn)LASH(閃存)為存儲介質(zhì),FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)為存儲陣列的控制核心,針對來自A/D的高速數(shù)據(jù),引入多級流水和冗余校驗技術,能夠屏蔽FLASH的壞塊。實現(xiàn)了用高密度、相對低速的FLASH存儲器對高速實時數(shù)據(jù)的可靠存儲。另外,通過的橋接芯片PCI9656,可以很方便地實現(xiàn)同主機的高速的數(shù)據(jù)通信。雷達系統(tǒng)依賴于脈沖調(diào)制射頻（RF）載波，通常包括頻率，相位和復數(shù)調(diào)制。

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采集卡的抗干擾問題

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高速數(shù)據(jù)采集卡可能引進噪音，主要包括來自周圍電子器件的隨機干擾、與激光器發(fā)射相關的電磁干擾和本底基線偏移。本底基線指激光雷達系統(tǒng)的暗背景測量基線，理想情形它是一條水平直線?？墒窃趯嶋H系統(tǒng)中經(jīng)常觀察到起點偏移，我們稱本底基線偏移。這種偏移很小，但是它不穩(wěn)定，它與真實的信號重疊在一起成為測量誤差。為了能探測到污染分子的存在，必須很大的提高系統(tǒng)靈敏度，通常要把激光測量重復幾千次甚至幾萬次以提高信噪比。同時必須盡量的減小各種干擾，包括這種基線偏移。選擇高速數(shù)據(jù)采集卡時一般會從以下指標進行評估：采樣率、精度、通道、總線接口、帶寬、輸入量程、耦合方式、FPGA是否資源開放等。

實驗證明，減小外觸發(fā)信號可以減小本底基線偏移；經(jīng)典線性飛行時間質(zhì)譜儀包括離子源、飛行管、檢測器及采集記錄系統(tǒng)和真空系統(tǒng)。說明基線偏移的一個重要來源是外觸發(fā)電壓。其產(chǎn)生的原因可能是板卡設計上的缺陷，外觸發(fā)信號的一部分經(jīng)過分布電容耦合到了信號輸入端?；€偏移的另一個重要來源是激光高壓放電脈沖干擾，它很不穩(wěn)定，與接線情況，地線好壞，板卡設計，溫度濕度等都有關系。

數(shù)據(jù)采集模塊跟數(shù)據(jù)采集卡有什么區(qū)別？

在產(chǎn)品概述方面。

（1）起源。為了滿足IBM-PC機及其兼容機用于數(shù)據(jù)采集與控制的需要，國內(nèi)外許多廠商生產(chǎn)了各種各樣的數(shù)據(jù)采集板卡（或I/O板卡）。這類板卡均參照IBM-PC機的總線技術標準設計和生產(chǎn)，用戶只要把這類板卡插入IBM-PC機主板上相應的I/O擴展槽中，就可以迅速方便地構成一個數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，從而大大節(jié)省了硬件的研制時間和投資，又可以充分利用IBM-PC機的軟硬件資源，還可以使用戶集中精力對數(shù)據(jù)采集與處理中的理論和方法進行研究、進行系統(tǒng)設計以及程序的編制等。5、阻抗匹配信號源內(nèi)阻與所接傳輸線的特性阻抗大小相等且相位相同，或傳輸線的特性阻抗與所接負載阻抗的大小相等且相位相同叫做阻抗匹配。

（2）分類。

基于PC總線的板卡種類很多，其分類方法也有很多種。在使用模塊化數(shù)字化儀進行測量時，重要的是要注意一些常見的設置問題，這些問題會導致數(shù)據(jù)不良和浪費時間。按照板卡處理信號的不同可以分為模擬量輸入板卡(A/D卡)、模擬量輸出板卡(D/A卡)、開關量輸入板卡、開關量輸出板卡、脈沖量輸入板卡、多功能板卡等。其中多功能板卡可以集成多個功能，如數(shù)字量輸入/輸出板卡將模擬量輸入和數(shù)字量輸入/輸出集成在同一張卡上。根據(jù)總線的不同，可分為PXI/CPCI板卡和PCI板卡。

還有其它一些專用I/O板卡，如智能接口卡、虛擬存儲板（電子盤）、信號調(diào)理板、專用（接線）端子板等，這些種類齊全、性能良好的I/O板卡與IPC配合使用，使系統(tǒng)的構成十分容易。

（3）主要類型。

在工業(yè)現(xiàn)場，我們會安裝很多的各種類型的傳感器，如壓力的、溫度的、流量的、聲音的、電參數(shù)的等等，受現(xiàn)場環(huán)境的限制傳感器信號如壓力傳感器輸出的電壓或者電流信號不能遠傳或者因為傳感器太多布線復雜，我們就會選用分布式或者遠程的采集卡（模塊）在現(xiàn)場把信號較高的精度地轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后通過各種遠傳通信技術（如485、232、以太網(wǎng)、各種無線網(wǎng)絡）把數(shù)據(jù)傳到計算機或者其他控制器中進行處理。（4）分辨率：采樣數(shù)據(jù)較低位所代表的模擬量的值，常有12位、14位、16位等。這種也算作數(shù)據(jù)采集卡的一種，只是它對環(huán)境的適應能力更強，可以應對各種惡劣的工業(yè)環(huán)境。