高速數據采集板卡發(fā)展狀況

隨著微電子技術的飛速發(fā)展,超高速數據采集技術也得到了長足的發(fā)展。數字存儲示波器是典型的數據采集系統(tǒng)。隨著其采樣率的不斷提高,它已成為高速或超高速數據采集系統(tǒng)。制造高速或超高速采樣率的數字存儲示波器的公司主要有Agilent，Tektronix，Nicolet和Lecroy等,數字存儲示波器的較高采樣率也已達到10GS/s。另外，邏輯分析儀、頻譜分析儀、網絡分析儀等也屬于超高速數據采集系統(tǒng)范疇。 基于標準總線并帶有高速DSP的高速數據采集板卡產品非常多,技術先進、市場主流的廠商主要有Spectrum Signal Processing，SPEC，Signatec，Acquisit ionlogic，Bluewave等公司。因為不同的數據采集卡用的地方不同，首先你要確定你的用途，知道用處了才能更好的選型。

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同步數據采集卡的電能質量分析方案

電能質量是指通過公用電網供給用戶端的交流電能的質量。理想狀態(tài)的公用電網應以恒定的頻率、標準正弦波和額定電壓對用戶供電。同時，在三相交流系統(tǒng)中，各相電壓和電流的幅值大小應相等、相位對稱且相差120度。但由于系統(tǒng)中的發(fā)電機、變壓器和線路等設備非線性或不對稱、負荷性質多變，加之調控手段不完善及運行操作、外來干擾和各種故障等原因，這種理想狀態(tài)并不存在。因此，產生了電網運行電力設備和供用電環(huán)節(jié)中的各種問題，也就產生了電能質量的概念。如果采樣率滿足或超過采樣定理的規(guī)則，則可以重建信號而不丟失任何信息。

根據現象可以定義為：導致用電設備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差，其內容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、暫時或瞬態(tài)過電壓、波形畸變（諧波）、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續(xù)性等。

對于電能質量分析，同步采集是一個首要條件，如果采用異步采集，通道間的采集時間差，會帶來相位、功率等方面的誤差。以三相四線的電能質量分析分例，需要分別采集三相的電壓和三相的電流，以及零線電流。那么，就需要7個通道完成數據采集工作。

數據采集卡的數據傳輸方式

數據傳輸方式是指數據采集卡將采集到的數據傳輸給計算機的方式。數據采集卡的制造廠商附件中都會提供相應的動態(tài)鏈接庫文件（DLL）和相應的函數及應用方法，并給出常用語言的例程。一般數據采集卡有三種方式傳輸到計算機。

（1）軟件讀取   計算機通過軟件對每一次AD采樣發(fā)出命令，等待采樣結束，然后讀取采樣結果。這種方式數據傳輸速度較慢，占用計算機資源較多，在計算機全速運行的模式下一般可達30Kbit/s。但這種方式編程簡單，對于采樣速度要求不高（<10000K/s）和計算機負荷不重的情況下通常采用這種方式。在高速電路的毛刺捕獲、電力設備高電壓試驗以及電力設備的遙感遙測等場合均需要高速或超高速數據采集技術。

（2）中斷方式   計算機采用中斷方式接收數據采集卡的采集結果。這種方式計算機的資源較少，是一種搞笑的數據傳輸方式，適合高速連續(xù)的數據采集和處理。不是所有的數據采集卡都具有中斷傳輸的功能，這一點在主句采集卡選型的時候一定要注意，有些數據采集卡標稱具有中斷傳輸功能，但并不可靠，甚至無法使用。一般要具有中斷傳輸功能并可靠的工作，數據采集卡設計有FIFO是必要的，沒有FIFO的數據采集卡很難保證中斷數據傳輸的可靠性。因為高速數據采集卡的采樣頻率接近一些儀器的工作頻率，所以也歸類為儀器的范疇，叫數字化儀（Digitizer）。

（3）DMA方式   采集卡與計算機之間實現儲存器的直接數據存取，這種方式在實際應用中不多。

數據傳輸方式很大程度上決定了數據采集的速度，標稱的速度是數據采集卡能夠達到的較大采樣速度，如果不使用恰當的傳輸方式，通常是達不到標稱采樣速度的。

數據采集模塊跟數據采集卡有什么區(qū)別？

在產品概述方面。

（1）起源。為了滿足IBM-PC機及其兼容機用于數據采集與控制的需要，國內外許多廠商生產了各種各樣的數據采集板卡（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，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據采集與處理系統(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據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。A/D的性能和參數直接影響著模擬輸入的質量，要根據實際需要的精度來選擇合適的A/D。

（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。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，如數字量輸入/輸出板卡將模擬量輸入和數字量輸入/輸出集成在同一張卡上。根據總線的不同，可分為PXI/CPCI板卡和PCI板卡。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。

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、電參數的等等，受現場環(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）在現場把信號較高的精度地轉換成數字量，然后通過各種遠傳通信技術（如485、232、以太網、各種無線網絡）把數據傳到計算機或者其他控制器中進行處理。這種也算作數據采集卡的一種，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。自采樣數據采集系統(tǒng)出現以來，由于輸入信號采樣不足而引起的混疊問題就一直存在。