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數(shù)據(jù)采集卡功能

一個典型的數(shù)據(jù)采集卡的功能有模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字I/O、計數(shù)器/計時器等，這些功能分別由相應的電路來實現(xiàn)。模擬輸入是采集基本的功能。

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(xiàn)，通過這些部分，一個模擬信號就可以轉化為數(shù)字信號。A/D的性能和參數(shù)直接影響著模擬輸入的質量，要根據(jù)實際需要的精度來選擇合適的A/D。模擬輸出通常是為采集系統(tǒng)提供激勵。輸出信號受數(shù)模轉換器（D/A）的建立時間、轉換率、分辨率等因素影響。建立時間和轉換率決定了輸出信號幅值改變的快慢。建立時間短、轉換率高的D/A可以提供一個較高頻率的信號。如果用D/A的輸出信號去驅動一個加熱器，就不需要使用速度很快的D/A，因為加熱器本身就不能很快地跟蹤電壓變化。

如何選擇高速數(shù)據(jù)采集卡？

用戶在進行科研試驗中，如果涉及高頻信號的試驗，一般要進行高速數(shù)據(jù)采集卡的選擇，如通信、高通物理、雷達等領域。選擇高速數(shù)據(jù)采集卡一般從如下幾個指標考慮：

采樣率、分辨率、通道數(shù)、總線等。選型的關鍵還是看您高速數(shù)據(jù)采集卡做什么用，避免不要盲目選擇數(shù)據(jù)采集卡。因為不同的數(shù)據(jù)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。用途確定后，查找相應匹配的數(shù)據(jù)采集卡，查看其參數(shù)是否適合你的需求，把不同型號的采集卡作對比，這樣才可以挑選出更適合你的。數(shù)據(jù)采集板的應用與這些關鍵詞息息相關：信號類型（脈沖、中頻、射頻….）、信號幅度、信號帶寬、是否需要FPGA實時處理，通道數(shù)…….

采樣率：非常關鍵的指標，如果是包含直流分量的信號，采樣率的選擇一般是信號頻率的8倍以上。如果是通信調制信號，可以是采用欠采樣的方式采集，這時重點考慮的是板卡的帶寬。

分辨率：有些用戶對分辨的要求不高，比如通信等；有些用戶對分辨率則比較敏感，通?？蛇x有8bit，10bit，12bit，14bit，16bit等。

通道數(shù)：對于有些陣列應用的場合，通道數(shù)是非常關鍵的一個要素。比如超聲陣列、相控陣雷達、分布式高能物理探測等。當然，此種場合的對同步性要求也非常高。

總線：用戶根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模、經(jīng)費預算等，也需適合選擇合適的總線。比如經(jīng)費試驗室環(huán)境可選擇PCIe、USB總線等，如果是工業(yè)現(xiàn)場、試驗現(xiàn)場，可選擇cPCI、VPX等。

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數(shù)據(jù)采集卡需注意事項清單

1、ESD注意事項

數(shù)據(jù)采集卡的電路板包含可能被靜電放電（ESD）損壞的電子元件。在將系統(tǒng)安裝到系統(tǒng)中之前，甚至在觸摸之前，需要需要將其排出任何靜電。

2、冷卻注意事項

數(shù)據(jù)采集卡的電路板以高速度功耗非常高的元件運行。因為這個原因，需要對該板進行足夠的冷卻。許多采集卡都有自己的冷卻方式，有風冷和水冷兩種，不管是那種，都需要確保足夠的冷卻，要不會導致采集卡的不能正常工作或者不可逆的損壞。在大多數(shù)情況下，專業(yè)PC系統(tǒng)已經(jīng)配備了足夠的冷卻功率。在這種情況下，需確保氣流不被堵塞。

3、噪音源注意事項

數(shù)據(jù)采集卡采集的是模擬信號，故模擬采集和發(fā)生器板應放置在遠離任何產(chǎn)生噪聲的源（如例如電源）。應避免將采集卡放置與高噪聲的環(huán)境中。如果對采集卡信號質量要求比較高，需要對其做一些噪聲和電磁屏蔽處理。

4、量程

由于數(shù)據(jù)采集卡的輸入量程是一定的，超出量程將會導致信號變形。數(shù)據(jù)采集卡的耐壓值高出輸入量程一些，如果信號輸入超過耐壓值，采集卡將啟動自保護功能，自動斷電。但如果超出太多可能導致不可逆的損壞。

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。

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