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1、会计学1数据数据(shj)采集及数据采集及数据(shj)采集系统采集系统第一页，共90页。引引言言 DAQ虚拟仪器又称PC-DAQ仪器系统(xtng)，其组成如下图所示。它由一台PC机和基于标准总线的采集卡（仪器卡）构成，同时还配备有仪器驱动软件来支持硬件工作。第1页/共89页第二页，共90页。4.1 4.1 数据采集数据采集数据采集数据采集(cij)(cij)（DAQDAQ）及数据采集）及数据采集）及数据采集）及数据采集(cij)(cij)系统（系统（系统（系统（DASDAS）4 4. .1 1. .1 1 数数据据采采集集的的基基本本概概念念 “ “数数据据采采集集” ”（D Da at
2、ta a A Ac cq qu ui is si it ti io on n, ,D DA AQQ）是是指指将将模模拟拟量量（模模拟拟信信号号）采采集集、转转换换成成数数字字量量（数数字字信信号号）后后，再再由由计计算算机机进进行行存存储储、处处理理、显显示示或或输输出出的的过过程程。用用于于数数据据采采集集的的成成套套设设备备称称为为数数据据采采集集系系统统（D Da at ta a A Ac cq qu ui is si it ti io on n S Sy ys st te emm, ,D DA AS S）。 数数据据采采集集是是计计算算机机与与外外部部世世界界联联系系的的桥桥梁梁( (
3、q qi i o ol li i n ng g) )，是是获获取取信信息息的的重重要要途途径径。数数据据采采集集技技术术是是信信息息科科学学的的重重要要组组成成部部分分，已已广广泛泛应应用用于于国国民民经经济济和和国国防防建建设设的的各各个个领领域域，并并且且随随着着科科学学技技术术的的发发展展，尤尤其其是是计计算算机机技技术术的的发发展展与与普普及及，数数据据采采集集技技术术将将有有广广阔阔的的发发展展前前景景。第2页/共89页第三页，共90页。4.1.2 数据采集系统基本组成 的基本组成 数据采集系统包括硬件和软件两大部分(b fen)，硬件部分(b fen)又可分为模拟部分(b fen)
4、和数字部分(b fen)。下图是硬件基本组成示意图第3页/共89页第四页，共90页。DASDAS的基本的基本(jbn)(jbn)结构图表示如下结构图表示如下第4页/共89页第五页，共90页。4.1.3 数据(shj)采集系统的主要性能指标 （1）系统分辨率下表列出了满度值为10V时数据(shj)采集系统的分辨率。 （2）系统精度 （3）采集速率位位 数数级数级数1 LSB1 LSB（满度值的百分数）（满度值的百分数）1 LSB1 LSB（10V10V满度）满度）8 82562560.391%0.391%39.1mV39.1mV1212409640960.0244%0.0244%2.44mV2.
5、44mV161665536655360.0015%0.0015%0.15mV0.15mV2020104857610485760.000095%0.000095%9.539.53 V V242416777216167772160.0000060%0.0000060%0.600.60 V V第5页/共89页第六页，共90页。（4）动态范围数据采集系统的动态范围通常定义为所允许输入的最大幅值Vimax与最小幅值Vimin之比的分贝数，即式中最大允许输出幅值Vimax是指使数据采集系统的放大器发生饱和或者是使模数转换器发生溢出的最小输入幅值。瞬时动态范围是指某一时刻系统所能采集到的信号的不同频率分量(
6、fnling)幅值之比的最大值，即幅度最大频率分量(fnling)的幅值Afmax与幅度最小频率分量(fnling)的幅值Afmin之比的分贝数。用I表示瞬时动态范围，则有第6页/共89页第七页，共90页。（5）非线性失真谐波(xib)失真系统用来衡量系统产生非线性失真的程度，它通常用下式表示式中A1基波振幅；Ak第k次谐波(xib)（频率为kf）的振幅。第7页/共89页第八页，共90页。4.2 信号获取与信号调理信号获取与信号调理(tio l)技术技术4.2.1 信号获取方法和途径 1信号获取 作为采集系统，为了获取被测对象的信息，需要拾取必要的原始参量信号。为此，首先要通过敏感元件、传感器
7、将现场非电参量，如压力、温度、速度、位移等物理量转换成电量。1）通过敏感元件拾取被测信号2）通过传感器拾取被测信号3）通过接口直接拾取被测信号4）通过测量(cling)仪表拾取被测信号第8页/共89页第九页，共90页。2输入通道特点 作为信号获取的门户和通道，输入通道具有以下特点：1）输入通道要靠近信号拾取对象2）输入通道常常是一个模拟和数字的混合电路3）输入通道电路设计与多种因素相关4）输入通道的环境无主观选择余地(yd)5）输入通道靠近现场，易受干扰第9页/共89页第十页，共90页。4.2.2 4.2.2 采集信号调理的主要功能采集信号调理的主要功能1 1、被采集信号的特点、被采集信号的特
8、点传感器感应物理现象并生成与被检测的物理量成比例的电信号。传感传感器感应物理现象并生成与被检测的物理量成比例的电信号。传感器输出信号的类型，主要有电阻、电压器输出信号的类型，主要有电阻、电压(diny)(diny)、电流和频率等、电流和频率等四类信号。四类信号。2 2、信号调理功能、信号调理功能 信号调理功能主要有：信号调理功能主要有：1 1）放大功能）放大功能2 2）隔离功能）隔离功能3 3）多路复用功能）多路复用功能4 4）滤波功能）滤波功能5 5）激励功能）激励功能6 6）线性化功能）线性化功能第10页/共89页第十一页，共90页。4.2.3 模拟开关 1模拟开关的分类(fn li) 2
9、模拟开关的主要技术指标 模拟开关的主要技术参数如下：（1）通道数量（2）泄漏电流IS （3）导道电阻Ron （4）导通电阻的平坦度 （5）切换速度（6）电源电压范围第11页/共89页第十二页，共90页。4.2.4 测量放大(fngd)电路 1测量放大(fngd)器电路原理测量测量测量测量(cling)(cling)放大器原放大器原放大器原放大器原理电路理电路理电路理电路第12页/共89页第十三页，共90页。测量放大器的增益由下列(xili)公式来确定第13页/共89页第十四页，共90页。从而测量放大器输出电压为从而测量放大器输出电压为为了提高测量放大器的共模抑制比和降低温度漂移，测为了提高测量
10、放大器的共模抑制比和降低温度漂移，测量放大器的电路结构采用对称行式，一般取量放大器的电路结构采用对称行式，一般取 ，可得增益表达，可得增益表达式为式为很显然，调节很显然，调节RgRg可以可以(ky)(ky)很方便地改变测量放大器的增很方便地改变测量放大器的增益大小。益大小。第14页/共89页第十五页，共90页。2测量放大器主要技术指标测量放大器的主要技术指标有下面六个方面1）共模抑制比 共模抑制比CMRR可表示(biosh)为2）温度漂移3）非线性度4）建立时间5）恢复时间6）电源引起的失调第15页/共89页第十六页，共90页。4.2.5 4.2.5 模拟量（激励信号）输出模拟量（激励信号）输
11、出 1. D/A 1. D/A转换原理转换原理根据叠加原理，根据叠加原理，D D为任意数时四位为任意数时四位(s wi)D/A(s wi)D/A转换器的总输出电压转换器的总输出电压R-2RR-2RR-2RR-2R梯形网络梯形网络梯形网络梯形网络(wnglu)D/A(wnglu)D/A(wnglu)D/A(wnglu)D/A转换器原理转换器原理转换器原理转换器原理第16页/共89页第十七页，共90页。2D/A转换器的主要技术指标1）分辨率 2）转换精度 3）转换时间(shjin) 4）尖峰误差D/AD/AD/AD/A转换器尖峰误差转换器尖峰误差转换器尖峰误差转换器尖峰误差(wch)(wch)(w
12、ch)(wch)及消峰原理及消峰原理及消峰原理及消峰原理第17页/共89页第十八页，共90页。3D/A转换电路输入与输出(shch)形式1）输入方式2）输出(shch)方式 输出(shch)输入关系式为D/AD/AD/AD/A转换器单极性输出转换器单极性输出转换器单极性输出转换器单极性输出(shch)(shch)(shch)(shch)电路电路电路电路第18页/共89页第十九页，共90页。 D/A芯片连接成双极性输出的电路图及数字(shz)量与模拟量的关系如下图所示D/AD/AD/AD/A转换器双极性输出转换器双极性输出转换器双极性输出转换器双极性输出(shch)(shch)(shch)(sh
13、ch)电路电路电路电路第19页/共89页第二十页，共90页。4.3 采样采样(ci yn)保持与保持与A/D转转换技术换技术4.3.1 采样保持器1采样保持的必要性 在A/D转换期间，输入的模拟信号发生变化(binhu)，将会使A/D转换产生误差，而且信号变化(binhu)的快慢将影响误差的大小。假设输入信号是正弦波，而且要求对输入信号的瞬时值进行测量，为了使模拟信号变化(binhu)产生的A/D转换误差小于A/D转换器分辨率的1/2，需要满足下式： 式中，式中，式中，式中， 为为为为A/DA/DA/DA/D转换器的满度值，转换器的满度值，转换器的满度值，转换器的满度值，tctctctc为转换
14、时间，为转换时间，为转换时间，为转换时间， 为输入为输入为输入为输入(shr)(shr)(shr)(shr)信号，假信号，假信号，假信号，假定定定定 ，且，且，且，且 ，则有：，则有：，则有：，则有：第20页/共89页第二十一页，共90页。2采样保持(boch)器的组成原理 采样保持(boch)器（S/H）可以取出输入信号某一瞬间的值并在一定时间内保持(boch)不变。采样保持(boch)器有两种工作方式，即采样方式和保持(boch)方式。在采样方式下，采样保持(boch)器的输出必须跟踪模拟输入电压；在保持(boch)方式下，采样保持(boch)器的输出将保持(boch)采样命令发出时刻的电
15、压输入值，直到保持(boch)命令撤销为止。其原理如图所示采样采样采样采样(ci yn)(ci yn)(ci yn)(ci yn)保持器电路原理保持器电路原理保持器电路原理保持器电路原理第21页/共89页第二十二页，共90页。3 3采样保持采样保持(boch)(boch)器的主要性能指标器的主要性能指标 主要性能指标如下主要性能指标如下（1 1）捕获时间）捕获时间tAC tAC （2 2）孔径时间）孔径时间tAPtAP（3 3）保持）保持(boch)(boch)建立时间建立时间tHS tHS （4 4）孔径抖动）孔径抖动 （5 5）衰）衰减率减率 采样保持采样保持采样保持采样保持(boch)(
16、boch)(boch)(boch)器的动态特性器的动态特性器的动态特性器的动态特性第22页/共89页第二十三页，共90页。4.3.2 A/D转换器的分类(fn li)和指标1A/D转换器分类(fn li)分类方式分类方式类类 型型按器件工艺结构按器件工艺结构1. 1. 组件型组件型A/DA/D转换器转换器2. 2. 混合（集成）电路混合（集成）电路A/DA/D转换器转换器3. 3. 单片式单片式A/DA/D转换器转换器 （1 1）双极型（）双极型（2 2）MOSMOS型（型（3 3）双极）双极-MOS-MOS型型按转换器工作原理按转换器工作原理1. 1. 间接型间接型A/DA/D转换器转换器（
17、1 1）积分型（电压）积分型（电压- -时间变换型）时间变换型）A/DA/D转换器转换器（2 2）电压）电压- -频率变换型频率变换型A/DA/D转换器（转换器（V-FV-F变换器）变换器）2. 2. 比较型（直接型）比较型（直接型）A/DA/D转换器转换器（1 1）反馈比较型）反馈比较型（2 2）无反馈比较型）无反馈比较型3. 3. 型型A/DA/D转换器转换器按转换器精度按转换器精度1. 1. 低精度（低精度（8 8位及位及8 8位以下）位以下） 2. 2. 中精度（中精度（912912位）位）3. 3. 高精度（高精度（13161316位）位） 4. 4. 超高精度（超高精度（1616位
18、以上）位以上）按转换速率按转换速率1. 1. 低速（低速（ 1ms1ms） 2. 2. 中速（中速（1ms1ms 1 1 s s）3. 3. 高速（高速（1 1 s s 0.010.01 s s） 4. 4. 超高速（超高速（0.010.01 s s）第23页/共89页第二十四页，共90页。表表4-34-3列出了列出了6 6种常用种常用(chnyn)(chnyn)的的A/DA/D转换器比较转换器比较类类 型型并联比较式并联比较式分级型分级型逐次逼近式逐次逼近式型型积分式积分式V/FV/F型型主要特点主要特点超高速超高速高速高速速度精度价格等速度精度价格等综合性价比较高综合性价比较高高分辨率高分
19、辨率高精度高精度高精度，低成高精度，低成本本高抗干扰能力高抗干扰能力低成本低成本高分辨率高分辨率分辨率分辨率（位）（位）6106108168168168161624162412161216816816转换时间转换时间几十几十nsns几十几十 几百几百nsns几几 几十几十 s s几几 几十几十msms几十几十 几百几百msms几十几十 几百几百msms采样频率采样频率几十几十MS/sMS/s几几MS/sMS/s几十几十 几百几百kS/skS/s几十几十kS/skS/s几几 几十几十S/sS/s几几 几十几十S/sS/s价价 格格高高高高中中中中低低低低主要用途主要用途超高超超高超视频处理视频处
20、理视频处理视频处理高速数据采高速数据采集集数据采集数据采集工业控制工业控制音频处理音频处理数字仪器数字仪器数字仪器数字仪器数字仪器数字仪器简易简易A/DA/D第24页/共89页第二十五页，共90页。2技术指标A/D转换器常用以下几项技术指标来评价(pngji)其质量水平。 1）分辨率与量化误差A/DA/D转换器的量化误差转换器的量化误差转换器的量化误差转换器的量化误差(wch)(wch)第25页/共89页第二十六页，共90页。2）转换(zhunhun)精度第26页/共89页第二十七页，共90页。3 3）转换速率）转换速率转换速率是指转换速率是指A/DA/D转换器在每秒钟内所能完成的转换次数。这
21、个指标也可转换器在每秒钟内所能完成的转换次数。这个指标也可表述为转换时间，即表述为转换时间，即A/DA/D转换从启动到结束所需的时间，两者互为倒转换从启动到结束所需的时间，两者互为倒数。例如，某数。例如，某A/DA/D转换器的转换速率为转换器的转换速率为10MHz10MHz，则其转换时间是，则其转换时间是100ns100ns。转换速度是一项重要的技术指标，速度越高价格越贵。转换速度是一项重要的技术指标，速度越高价格越贵。4 4）满刻度）满刻度(kd)(kd)范围范围满刻度满刻度(kd)(kd)范围是指范围是指A/DA/D转换器所允许最大的输入电压范围。满刻度转换器所允许最大的输入电压范围。满刻
22、度(kd)(kd)值只是个名义值，实际的值只是个名义值，实际的A/DA/D转换器的最大输入电压值总比满转换器的最大输入电压值总比满刻度刻度(kd)(kd)值小值小1/2n1/2n（n n为转换器的位数）。这是因为为转换器的位数）。这是因为0 0值也是值也是2n2n个转个转换状态中的一个。例如换状态中的一个。例如1212位的位的A/DA/D转换器，其满刻度转换器，其满刻度(kd)(kd)值为值为10V10V，而实际允许的最大输入电压值为，而实际允许的最大输入电压值为 第27页/共89页第二十八页，共90页。4.3.3 4.3.3 高速高速A/DA/D转换器的原理转换器的原理 目前高速目前高速AD
23、CADC主要有逐次逼近式、并行式和分级式等几种类型，现简主要有逐次逼近式、并行式和分级式等几种类型，现简介如下。介如下。1 1逐次逼近式逐次逼近式ADCADC 逐次逼近式逐次逼近式ADCADC是目前应用是目前应用(yngyng)(yngyng)最普遍的一种最普遍的一种ADCADC，其电路结，其电路结构简单。构简单。第28页/共89页第二十九页，共90页。2 2并行（或称闪烁并行（或称闪烁(shn shu)(shn shu)）式）式ADCADC并行（或称闪烁并行（或称闪烁(shn shu)(shn shu)）式）式ADCADC是一种转换速率最快的是一种转换速率最快的ADCADC第29页/共89页
24、第三十页，共90页。3 3分级式分级式ADCADC 将两个或多个较低分辨率的闪烁式将两个或多个较低分辨率的闪烁式ADCADC组合组合(zh)(zh)起来，构成一个高起来，构成一个高分辨率的分辨率的ADCADC是能够实现的，这就是目前流行的分级式是能够实现的，这就是目前流行的分级式ADCADC，又称，又称流水线或多级式流水线或多级式ADCADC（subranging, pipelined, multi-stage or subranging, pipelined, multi-stage or multistep ADCmultistep ADC）。）。分级式分级式分级式分级式ADCADC结构结
25、构结构结构(jigu)(jigu)框框框框图图图图第30页/共89页第三十一页，共90页。AD9220/AD9221/AD9223AD9220/AD9221/AD9223的的1212位流水线型位流水线型A/DA/D转换器结构转换器结构(jigu)(jigu)框框图图第31页/共89页第三十二页，共90页。4.4 数据数据(shj)存储与数据存储与数据(shj)传输技术传输技术4 4. .4 4. .1 1 A AD DC C与与C CP PU U直直接接数数据据传传输输1 1程程序序控控制制( (c ch h n ng gx x k k n ng gz zh h ) )的的数数据据传传输输方方
26、式式2 2D DMMA A控控制制的的数数据据传传输输方方式式第32页/共89页第三十三页，共90页。4.4.2 基于高速数据(shj)缓存技术的数据(shj)传输方式 1基于双口RAM的高速数据(shj)缓存方式第33页/共89页第三十四页，共90页。2 2基于基于FIFOFIFO的高速数据的高速数据(shj)(shj)缓存方式缓存方式 FIFO FIFO（First In First OutFirst In First Out）是先进先出存储器，其特点是：）是先进先出存储器，其特点是：同一存储器配备有两个数据同一存储器配备有两个数据(shj)(shj)端口，一个是输入端口，端口，一个是输入
27、端口，只负责数据只负责数据(shj)(shj)的写入；另一个是输出端口，只负责数据的写入；另一个是输出端口，只负责数据(shj)(shj)的输出。的输出。 IDT 72251 IDT 72251是一个是一个8KB98KB9的的FIFOFIFO存储器存储器第34页/共89页第三十五页，共90页。4.5 PCI总线总线(zn xin)及其接及其接口技术口技术4.5.1 4.5.1 基于基于PCIPCI总线数据采集卡总体设计方案总线数据采集卡总体设计方案 整个整个(zhngg)(zhngg)系统分成以下四大模块：系统分成以下四大模块：（1 1）信号调理模块。）信号调理模块。（2 2）高速）高速ADA
28、D转换模块。转换模块。（3 3）PCIPCI总线接口模块。总线接口模块。（4 4）CPLDCPLD时序控制模块。时序控制模块。第35页/共89页第三十六页，共90页。4.5.2 PCI总线概述1PCI总线特点 PCI局部总线具有如下特点：（1）高性能（2）线性突发(t f)传输（3）采用总线主控和同步操作（4）不受处理器限制（5）兼容性强，适合于各种机型第36页/共89页第三十七页，共90页。2PCI总线(zn xin)系统结构 PCI PCI系统结构原理系统结构原理系统结构原理系统结构原理(yunl)(yunl)框图框图框图框图第37页/共89页第三十八页，共90页。3PCI总线信号(xnh
29、o)定义C/BE#3C/BE#3C/BE#2C/BE#2C/BE#C/BE#11C/BE#C/BE#00命令类型命令类型0 00 00 00 0中断响应中断响应0 00 00 01 1特殊周期特殊周期0 00 01 10 0I/OI/O读读0 00 01 11 1I/OI/O写写0 01 11 10 0内存读内存读0 01 11 11 1内存写内存写1 10 01 10 0配置读配置读1 10 01 11 1配置写配置写1 11 10 00 0内存重复内存重复读读1 11 10 01 1双周期双周期1 11 11 10 0高速缓存高速缓存读读1 11 11 11 1高速缓存高速缓存写写PCIP
30、CI总线总线总线总线(zn xin)(zn xin)操作命令表操作命令表操作命令表操作命令表PCIPCI局部局部局部局部(jb)(jb)总线信号总线信号总线信号总线信号第38页/共89页第三十九页，共90页。4.5.3 PCI总线接口设计1总线接口方案选择 PCI接口设计和ISA等I/O接口设计有着完全不同的设计思想。PCI总线设备需要通过桥路控制器将PCI总线协议转换成本地总线协议，设计相对复杂。大致有以下三种实现方法(fngf)：（1）采用普通FPGA实现（2）CPLD+集成总线控制器（3）采用特殊FPGA实现第39页/共89页第四十页，共90页。2PCI9054简介 PCI9054的主要
31、功能特点如下：（1）符合规范，是一种新型的32位、33MHz总线主控接口控制器（2）采用通用总线主控接口（3）有32位多路复用或非多路复用本地(bnd)局部总线（5）支持PCI双地址周期（DAC）（4）与电源管理规范兼容第40页/共89页第四十一页，共90页。3PCI接口电路设计 基于(jy)PCI9054的PCI总线接口电路形式比较简单。原理框图如图所示。PCIPCI接口接口接口接口(ji ku)(ji ku)设计原理图设计原理图设计原理图设计原理图第41页/共89页第四十二页，共90页。 PCI9054 PCI9054的本地总线仲裁信号包括：的本地总线仲裁信号包括： LHOLD LHOLD
32、、LHOLDALHOLDA、ADS#ADS#、BLAST#BLAST#和和READY#READY#。应答握手信号。应答握手信号LHOLDLHOLD和和LHOLDALHOLDA直接相连。直接相连。ADS#ADS#、BLAST#BLAST#和和READY#READY#与与CPLDCPLD实现实现(shxin)(shxin)的本地仲裁逻辑相的本地仲裁逻辑相连，如图所示。连，如图所示。本地本地本地本地(bnd)(bnd)仲裁逻辑图仲裁逻辑图仲裁逻辑图仲裁逻辑图第42页/共89页第四十三页，共90页。4 4PCIPCI配置空间配置空间(kngjin)(kngjin)的实现的实现（1 1）配置空间）配置空
33、间(kngjin)(kngjin)简介简介 头域空间头域空间(kngjin)(kngjin)的组织结构如表所示的组织结构如表所示设备设备IDID厂商厂商IDID00H00H状态状态命令命令04H04H类型码类型码版本版本IDID08H08HDISTDIST头域类型头域类型延时计数器延时计数器CatchCatch行行0CH0CH基地址寄存器基地址寄存器10H10H保留保留28H28H保留保留2CH2CH扩展扩展ROMROM基地寄存器基地寄存器30H30H保留保留34H34H保留保留38H38HMax-Max-LatencyLatencyMin-Min-LatencyLatency中断引脚中断引脚
34、中断线中断线3CH3CH头域空间的组织头域空间的组织头域空间的组织头域空间的组织(zzh)(zzh)结构结构结构结构第43页/共89页第四十四页，共90页。（2 2）配置寄存器的访问）配置寄存器的访问配置空间的访问可以采用两种方式：一种是采用配置空间的访问可以采用两种方式：一种是采用BIOSBIOS访问，第二种是采用访问，第二种是采用I/OI/O口访口访问，问，I/OI/O访问比较简单。访问比较简单。PLXPLX公司提供的公司提供的PLXMONPLXMON软件可对设备卡进行调试软件可对设备卡进行调试(diosh)(diosh)，该软件可以访问设备卡的配置空间。在这个基础之上又在该软件可以访问设
35、备卡的配置空间。在这个基础之上又在Windows98Windows98下采用下采用C C语言写了语言写了一段小程序对配置空间进行了访问，参考程序代码如下：一段小程序对配置空间进行了访问，参考程序代码如下：#include#include#include#includeVoidmain()Voidmain()unsingnedlongdata,address;unsingnedlongdata,address;Address=0x80000000+9*8*0x100;Address=0x80000000+9*8*0x100;/插槽号为插槽号为9 9_outpd(0xocf8,address);_
36、outpd(0xocf8,address);Data=_inpd(0x0cfc);Data=_inpd(0x0cfc); 第44页/共89页第四十五页，共90页。Printf (% x”, data);Printf (% x”, data);Address =0x80000004 +9*8*0x100; /Address =0x80000004 +9*8*0x100; /访问访问(fngwn)(fngwn)第二个寄存器第二个寄存器_outpd (0x0cf8, address);_outpd (0x0cf8, address);Data=_inpd (0x0cfc);Data=_inpd (0
37、x0cfc); printf(“% x”,data); printf(“% x”,data); 第45页/共89页第四十六页，共90页。4.6 多通道的组建多通道的组建(z jin)方案方案4 4. .6 6. .1 1 不不带带采采样样/ /保保持持器器的的A A/ /D D转转换换通通道道 模模拟拟输输入入信信号号的的最最大大变变化化率率与与A A/ /D D转转换换器器的的转转换换速速率率有有如如下下关关系系( (g gu u n n x x ) )：式式中中： t ts sA A/ /D D转转换换器器的的转转换换时时间间； U UF FS SA A/ /D D转转换换器器的的满满量量
38、程程电电压压；n nA A/ /D D转转换换器器的的位位数数。第46页/共89页第四十七页，共90页。对于正弦输入对于正弦输入(shr)(shr)信号信号 ，模拟信号电压的最大变化率，模拟信号电压的最大变化率发生在正弦信号过零时，则发生在正弦信号过零时，则可得可得第47页/共89页第四十八页，共90页。4.6.2 4.6.2 带采样带采样/ /保持器的保持器的A/DA/D转换通道转换通道 当模拟输入信号变化率较大时，当模拟输入信号变化率较大时，A/DA/D通道需要使用采样通道需要使用采样/ /保持器。保持器。这时模拟输入信号的最大变化率取决于采样这时模拟输入信号的最大变化率取决于采样/ /保
39、持器的孔径时间保持器的孔径时间 tAP tAP ，用，用 tAP tAP代替代替 tC tC ，其关系，其关系(gun x)(gun x)为为 如果将保持命令提前发出，提前的时间与孔径时间相等时，则模如果将保持命令提前发出，提前的时间与孔径时间相等时，则模拟输入信号的最大变化率取决于孔径时间的不稳定性，即孔径不拟输入信号的最大变化率取决于孔径时间的不稳定性，即孔径不确定度确定度 可由下式决定可由下式决定第48页/共89页第四十九页，共90页。【例【例4 41 1】 采样频率采样频率 。问采样频率。问采样频率 是否是否太高？太高？解解 因为因为所以所以 不高。但是，当不高。但是，当 =100MH
40、z =100MHz 时，若其它值不变，则时，若其它值不变，则 这时这时 太高了，不能保证太高了，不能保证(bozhng)(bozhng)整个整个A/DA/D转换正常进行，所以转换正常进行，所以并不是只要有采样并不是只要有采样/ /保持器，采样频率就可以不受限制，而是仍然存保持器，采样频率就可以不受限制，而是仍然存在最高采样频率的限制。在最高采样频率的限制。第49页/共89页第五十页，共90页。带采样带采样/ /保持器的保持器的A/DA/D通道的形式有以下通道的形式有以下(yxi)(yxi)几种。几种。1 1多通道共享采样多通道共享采样/ /保持与保持与A/DA/D转换器转换器多路通道共享采样多
41、路通道共享采样多路通道共享采样多路通道共享采样(ci yn)/(ci yn)/保持与保持与保持与保持与A/DA/D转换器转换器转换器转换器第50页/共89页第五十一页，共90页。 【例【例4 42 2】 设数据采集设数据采集(cij)(cij)系统为系统为8 8路巡回采集路巡回采集(cij)(cij)，A/DA/D转换器的转换器的位数为位数为8 8位，信号幅值位，信号幅值 Um=UFS, Um=UFS, ，孔径不定，孔径不定 解解 可得可得 而根据孔径(kngjng)误差确定的信号上限频率为 由于(yuy) 信号的上限频率取决于每路信号的吞吐时间，而非孔径误差 。第51页/共89页第五十二页，
42、共90页。2多通道共享A/D转换器多通道共享多通道共享多通道共享多通道共享A/DA/D转换器转换器转换器转换器第52页/共89页第五十三页，共90页。3多通道并行A/D转换 下图为多通道并行A/D转换的系统(xtng)框图。第53页/共89页第五十四页，共90页。4.7 多功能数据多功能数据(shj)采集卡典采集卡典型实例分析型实例分析4 4. .7 7. .1 1 多多功功能能数数据据1 1、板板卡卡的的测测量量功功能能 多多功功能能D DA AQQ板板卡卡通通常常包包括括模模拟拟量量输输入入、模模拟拟量量输输出出，数数字字I I/ /OO、定定时时/ /计计数数以以及及( (y y j j
43、 ) )触触发发等等多多种种测测量量功功能能。1 1） 信信号号采采集集（模模拟拟量量输输入入）2 2）信信号号产产生生（模模拟拟量量输输出出）3 3）计计数数与与定定时时4 4） 数数字字I I/ /OO 5 5）触触发发第54页/共89页第五十五页，共90页。2、板卡的通信功能1) 板卡与计算机的连接总线(zn xin)（1） 内插式DAQ板卡（2） 外挂式DAQ板卡2) 板卡与被测对象连接的输入信号线 DAQ板卡的模拟信号输入模式有单端和差分两种，其作用和连接方式是不同的。（1） 单端电压信号输入（2） 差模电压信号输入第55页/共89页第五十六页，共90页。3、对板卡的基本要求 根据测
44、试对象及系统的技术指标，主要考虑下列因素：1) 输入信号的特性2) 对输入通道性能(xngnng)的要求 输入通道的主要技术指标有：（1）通道的通过速率（2）通道的分辨率（3）通道的精度3)接口特性第56页/共89页第五十七页，共90页。4.7.2 PCI-1200的组成原理(yunl)及技术性能1、PCI-1200卡的组成原理(yunl) 1）PCI-1200卡的组成原理(yunl)框图 第57页/共89页第五十八页，共90页。2) I/O2) I/O连接器连接器PCI-1200PCI-1200卡通过卡通过(tnggu)I/O(tnggu)I/O连接器输入或输出模拟和数字信号，连接器输入或输
45、出模拟和数字信号，I/OI/O连连接器引脚分布如图所示。接器引脚分布如图所示。第58页/共89页第五十九页，共90页。PCI-1200PCI-1200卡的卡的I/OI/O连接器引脚说明连接器引脚说明(shumng)(shumng)如表所示如表所示引脚引脚信号名信号名方向方向参考参考说说 明明1-81-8ACHACHAIAIAGNDAGNDA/DA/D通道通道模拟输入通道模拟输入通道0707。9 9AISENSE/AISENSE/AIGNDAIGNDI/OI/OAGNDAGND模拟输入传感模拟输入传感/ /模拟输入地模拟输入地在在RSERSE模式中接模式中接AGNDAGND，在，在NRSENRS
46、E模式中接模拟输入传感。模式中接模拟输入传感。1010DAC0OUTDAC0OUTAOAOAGNDAGNDD/AD/A通道通道模拟输出通道模拟输出通道0 0。1111AGNDAGNDN/AN/AN/AN/A模拟输出地模拟输出地模拟输出电压的参考地，差分测量中的偏模拟输出电压的参考地，差分测量中的偏置电流返回点。置电流返回点。1212DAC1OUTDAC1OUTAOAOAGNDAGNDD/AD/A通道通道模拟输出通道模拟输出通道1 1。1313，5050DGNDDGNDN/AN/AN/AN/A数字地数字地数字信号和数字信号和+5V+5V电源的参考地。电源的参考地。14-2114-21PAPADI
47、ODIODGNDDGND数字数字I/OI/O端口端口端口端口A A的双向数据线，的双向数据线，A7A7至至A0A0。PA7PA7为高位，为高位，PA0PA0为低位。为低位。22-2922-29PBPBDIODIODGNDDGND数字数字I/OI/O端口端口端口端口B B的双向数据线，的双向数据线，B7B7至至B0B0。PB7PB7为高位，为高位，PB0PB0为低位。为低位。30-3730-37PCPCDIODIODGNDDGND数字数字I/OI/O端口端口端口端口C C的双向数据线，的双向数据线，C7C7至至C0C0。PC7PC7为高位，为高位，PC0PC0为低位。为低位。3838EXTTRI
48、GEXTTRIGDIDIDGNDDGND外部触发外部触发触发触发DAQDAQ操作的外部控制信号。操作的外部控制信号。3939EXTUPDATE*EXTUPDATE*DIDIDGNDDGND外部更新外部更新更新更新DAQDAQ输出的外部控制信号。输出的外部控制信号。第59页/共89页第六十页，共90页。4040EXTCONV*EXTCONV*DIODIODGNDDGND外部转换外部转换定时定时A/DA/D转换（转换（DIDI）和使用）和使用SCXISCXI时驱动时驱动SCANCLKSCANCLK（DODO）的外部控制信号。）的外部控制信号。4141OUTB0OUTB0DODODGNDDGNDB0
49、B0输出输出计数器计数器B0B0的数字输出信号。的数字输出信号。4242GATB0GATB0DIDIDGNDDGNDB0B0门控门控计数器计数器B0B0的门控外部控制信号。的门控外部控制信号。4343OUTB1OUTB1DIODIODGNDDGNDB1B1输出输出计数器计数器B1B1的数字输出信号，定时扫描间的数字输出信号，定时扫描间隔的外部控制信号。隔的外部控制信号。4444GATB1GATB1DIDIDGNDDGNDB1B1门控门控计数器计数器B1B1的门控外部控制信号。的门控外部控制信号。4545CLKB1CLKB1DIDIDGNDDGNDB1B1时钟时钟计数器计数器B1B1的外部控制时
50、钟信号。的外部控制时钟信号。4646OUTB2OUTB2DODODGNDDGNDB2B2输出输出计数器计数器B2B2的数字输出信号。的数字输出信号。4747GATB2GATB2DODODGNDDGNDB2B2门控门控计数器计数器B2B2的门控外部控制信号。的门控外部控制信号。4848CLKB2CLKB2DIDIDGNDDGNDB2B2时钟时钟计数器计数器B2B2的外部控制时钟信号。的外部控制时钟信号。4949+5V+5VDODODGNDDGND+5V+5V电压电压范围范围+4.65V+5.25V+4.65V+5.25V，电流为时熔断。，电流为时熔断。第60页/共89页第六十一页，共90页。2
51、2、PCI-1200PCI-1200板卡的组态板卡的组态(z ti)(z ti)1) 1) 板卡模拟板卡模拟I/OI/O的组态的组态(z ti)(z ti)2) 2) 模拟输出极性模拟输出极性3) 3) 模拟输入极性模拟输入极性参数参数组态组态模拟输出模拟输出CHOCHO极性极性双极性双极性5V5V（复位态）（复位态）单极性单极性0 0至至10V10V模拟输出模拟输出CHICHI极性极性双极性双极性5V5V（复位态）（复位态）单极性单极性0 0至至10V10V模拟输入极性模拟输入极性双极性双极性5V5V（复位态）（复位态）单极性单极性0 0至至10V10V模拟输入模式模拟输入模式有参数的单端（
52、有参数的单端（RSERSE）（复位态）（复位态）无参数的单端（无参数的单端（NRSENRSE）差分（差分（DIFFDIFF）第61页/共89页第六十二页，共90页。n n4 4）模模拟拟输输入入方方式式( (f f n ng gs sh h ) )n n( (1 1) ) R RS SE E输输入入（8 8通通道道，复复位位态态）n n( (2 2) ) N NR RS SE E输输入入（8 8通通道道）n n( (3 3) ) D DI IF FF F输输入入（4 4通通道道）输入方式输入方式说明说明RSERSERSERSE方式提供了方式提供了8 8个单端输入（它们通过多路器接测量放大器的正
53、输入端），个单端输入（它们通过多路器接测量放大器的正输入端），其仪用测量器的负输入端是参考模拟地。其仪用测量器的负输入端是参考模拟地。NRSENRSENRSENRSE方式提供了方式提供了8 8个单端输入（经多路器接测量放大器的正输入端），其测量个单端输入（经多路器接测量放大器的正输入端），其测量放大器的负输入端接放大器的负输入端接AI SENSE/AI GND AI SENSE/AI GND 端，而不接地。端，而不接地。DIFFDIFFDIFFDIFF方式提供了方式提供了4 4个差分输入，其选用的通道对分别为（个差分输入，其选用的通道对分别为（0 0，1 1）、（）、（2 2，3 3）、）、（
54、4 4，5 5）或（）或（6 6，7 7）。测量放大器的正输入端接通道）。测量放大器的正输入端接通道0 0、2 2、4 4或或6 6，而负输入，而负输入端接通道端接通道1 1、3 3、5 5或或7 7。第62页/共89页第六十三页，共90页。3 3、主要、主要(zhyo)(zhyo)性能性能 模拟输入模拟输入 （1 1）模拟通道数：）模拟通道数：8 8路单端输入或路单端输入或4 4路双端输入，路双端输入，DCDC耦合。耦合。（2 2）信号输入方式：单端输入（有参考地和无参考地两种），差分）信号输入方式：单端输入（有参考地和无参考地两种），差分输入。输入。（3 3）A/DA/D转换器：逐次逼近型
55、，转换器：逐次逼近型，1212位，位，100KS/s100KS/s。（4 4）输入范围：）输入范围：5V5V（双极性）、（双极性）、0 010V10V（单极性）划分为七档。（单极性）划分为七档。（5 5）每档通道增益分别为：）每档通道增益分别为：1 1、2 2、5 5、1010、2020、5050、100100（6 6）FIFOFIFO缓存容量：缓存容量：40964096次采样值。次采样值。2) 2) 模拟输出模拟输出（1 1）输出通道数：）输出通道数： 2 2路电压输出路电压输出（2 2）分辨力：）分辨力： 12 12位、（位、（1/40961/4096）（3 3）典型更新速率：）典型更新速
56、率： 20S/S 20S/S1KS/S1KS/S，取决于系统，取决于系统（4 4）D/AD/A转换器：双缓冲，转换器：双缓冲，1212位，位，5s5s（满量程建立时间）（满量程建立时间）（5 5）输出范围：）输出范围： 0 010V10V，5V5V电压输出，电压输出，DCDC耦合耦合（6 6）输出特性：）输出特性： （输出阻抗典型值），（输出阻抗典型值），2mA2mA（驱动电源）（驱动电源） 第63页/共89页第六十四页，共90页。3 3) ) 数数字字I I/ /OO（1 1）通通道道( (t t n ng gd d o o) )数数： 2 24 4I I/ /OO（三三个个8 8位位端端口
57、口，用用8 82 2C C5 55 5并并行行接接口口芯芯片片）（2 2）兼兼容容性性： T TT TL L电电平平（3 3）上上电电状状态态：全全部部端端口口为为方方式式OO输输入入4 4) ) 定定时时I I/ /OO（1 1）通通道道( (t t n ng gd d o o) )数数： 3 3路路计计数数器器/ /定定时时器器（2 2）分分辨辨力力： 1 16 6位位（3 3）兼兼容容性性： T TT TL L电电平平（4 4）基基本本时时钟钟：2 2MMH Hz z 第64页/共89页第六十五页，共90页。4.7.3 模拟输入(shr)信号的连接 1、模拟输入(shr)信号的连接 1)
58、 输入(shr)的连接 模拟输入信号模拟输入信号模拟输入信号模拟输入信号(xnho)(xnho)范围范围范围范围 增益倍数增益倍数双极性输入范围双极性输入范围单极性输入范围单极性输入范围1 12 25 5101020205050100100-5.0-5.04.99756V4.99756V-2.5-2.52.49878V2.49878V-1.0-1.00.99951V0.99951V-500-500499.756mV499.756mV-250-250249.877mV249.877mV-100-10099.951mV99.951mV-50-5049.975mV49.975mV0 09.99756
59、V9.99756V0 04.99878V4.99878V0 01.99951V1.99951V0 0999.756mV999.756mV0 0499.877mV499.877mV0 0199.951mV199.951mV0 099.975mV99.975mV第65页/共89页第六十六页，共90页。2) 信号源类型 当组态PCI-1200卡的输入模式和进行信号连接时，首先必须明确被测信号源是浮空的还是(hi shi)有参考地的。这两种类型的信号源说明如下。（1）浮空信号源（2）有参考地信号源2、输入组态的应用 PCI-1200卡可以组态成RSE、NRSE或DIFF三种输入方式中的任何一种。 第6
60、6页/共89页第六十七页，共90页。输入方式输入方式信号源类型信号源类型浮空信号源浮空信号源（与固定地无连接）（与固定地无连接）有参考地信号源有参考地信号源例子：例子： 不接地热电耦；带隔离输出不接地热电耦；带隔离输出的信号调理；电池组设备；的信号调理；电池组设备；例子：例子：非隔离输出的插入式仪器非隔离输出的插入式仪器差分（差分（DIFFDIFF）单端单端有地参考有地参考（RSERSE）单端单端无地参考无地参考（NRSENRSE）AIGNDRAISENSEACHV1AIGNDAISENSEACHV1AIGNDACH(-)ACH(+)V1RAIGNDACH(-)ACH(+)V1AIGNDACH
61、V1+ Va -ACHV1地环泄漏Vg将混入被测信号中不推荐第67页/共89页第六十八页，共90页。1) 差分连接（DIF组态）的应用 (1) 有参考(cnko)地信号源的差分连接 下图表示了有参考(cnko)地的信号源与组态成DIFF输入模式的PCI-1200卡的连接方法。 第68页/共89页第六十九页，共90页。（2）浮空信号源的差分连接下图表示了浮空信号源与组态成DIFF输入(shr)模式的PCI-1200卡的连接方法。第69页/共89页第七十页，共90页。2) 2) 单端连接的应用单端连接的应用 单端连接是指单端连接是指PCI-1200PCI-1200卡所有模拟输入卡所有模拟输入(sh
62、r)(shr)信号均以一信号均以一个公共地作为参考的连接。输入个公共地作为参考的连接。输入(shr)(shr)信号连接在测量放大信号连接在测量放大器的正输入器的正输入(shr)(shr)端，它们的共地点接在测量放大器的负输端，它们的共地点接在测量放大器的负输入入(shr)(shr)端。端。（1 1）浮空信号源的单端连接（）浮空信号源的单端连接（RSERSE组态）组态） 下图表示了浮空信号源与组态成下图表示了浮空信号源与组态成RSERSE模式的模式的PCI-1200PCI-1200卡的卡的连接方法连接方法第70页/共89页第七十一页，共90页。（2 2）有参考地信号源的单端连接（）有参考地信号源
63、的单端连接（NRSENRSE组态）组态）下图表示了有参考地信号源与组态成下图表示了有参考地信号源与组态成NRSENRSE模式的模式的PCI-1200PCI-1200卡的连接方法。卡的连接方法。3 3共模共模(nm)(nm)信号抑制信号抑制 第71页/共89页第七十二页，共90页。4.7.4 PCI-1200卡的功能(gngnng)单元 PCI-1200卡包含PCI接口电路、定时电路、模拟输入电路、模拟输出电路、数字I/O等5个功能(gngnng)单元。1、PCI接口电路 PCI-1200卡接口电路由PCI接口芯片和数字逻辑控制芯片构成，如下图所示。 第72页/共89页第七十三页，共90页。2
64、2、定时电路、定时电路1 1）定时电路组成）定时电路组成 PCI-1200 PCI-1200卡用两片卡用两片82C5382C53定时定时/ /计数器为内部计数器为内部A/DA/D、D/AD/A转换及通用转换及通用I/OI/O提供定时提供定时功能功能(gngnng)(gngnng)。下图为。下图为A A、B B两片定时电路的组成框图。两片定时电路的组成框图。 第73页/共89页第七十四页，共90页。2）通用(tngyng)功能的定时信号连接带外部开关门的事件带外部开关门的事件带外部开关门的事件带外部开关门的事件(shjin)(shjin)计数计数计数计数 频率频率频率频率(pnl)(pnl)测量
65、测量测量测量 第74页/共89页第七十五页，共90页。3 3、 模拟输入模拟输入(shr)(shr)电路电路 1 1）模拟输入）模拟输入(shr)(shr)通道的组成通道的组成 2 2）多路输入）多路输入(shr)(shr)及通道扫描及通道扫描 3) 3) 抖动（抖动（DitherDither）电路）电路4) ADC4) ADC的输出的输出第75页/共89页第七十六页，共90页。4 4、模拟输出电路、模拟输出电路(dinl)(dinl)1 1）模拟输出电路）模拟输出电路(dinl) (dinl) 下图所示为模拟输出电路下图所示为模拟输出电路(dinl)(dinl)。 第76页/共89页第七十七
66、页，共90页。2) DAC定时 下图中描述了一种(y zhn)使用EXTUPDATE*信号和延迟更新模式实现的波形发生定时过程。 第77页/共89页第七十八页，共90页。3) 模输出信号连接(linji) （1）输出信号范围：双极性 5V；单极性 010V。（2）最大负载电流：2mA （对12位线性度） 第78页/共89页第七十九页，共90页。5、数字I/O1) 数字I/O逻辑(lu j) 数字I/O电路图如下图所示， 第79页/共89页第八十页，共90页。2) 2) 数字数字I/OI/O信号连接信号连接 下图描述下图描述(mio sh)(mio sh)了数字了数字I/OI/O的三种典型应用的
67、信号连接。的三种典型应用的信号连接。第80页/共89页第八十一页，共90页。3 3）端口）端口）端口）端口C C的引线连接的引线连接的引线连接的引线连接 下表总结了在各种可编程工作方式下的下表总结了在各种可编程工作方式下的下表总结了在各种可编程工作方式下的下表总结了在各种可编程工作方式下的C C口口口口信号信号信号信号(xnho)(xnho)分配。分配。分配。分配。 可可 编编 程程工作方式工作方式A A组组B B组组PC7PC7PC6PC6PC5PC5PC4PC4PC3PC3PC2PC2PC1PC1PC0PC0方式方式0 0I/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI
68、/OI/OI/OI/OI/O方式方式1(1(输入输入) )I/OI/OI/OI/OIBFIBFA ASTBSTB* *A AINTRINTRA ASTBSTB* *B BIBFIBFB BINTRINTRB B方式方式1(1(输出输出) )OBFOBF* *A AACKACK* *A AI/OI/OI/OI/OINTRINTRA AACKACK* *B BOBFOBF* *B BINTRINTRB B方式方式2 2OBFOBF* *A AACKACK* *A AIBFIBFA ASTBSTB* *A AINTRINTRA AI/OI/OI/OI/OI/OI/O端口端口端口端口C C信号信号信号
69、信号(xnho)(xnho)分配分配分配分配 第81页/共89页第八十二页，共90页。4 4）时序）时序）时序）时序(sh x)(sh x)规程规程规程规程下表所列的信号将在时序下表所列的信号将在时序下表所列的信号将在时序下表所列的信号将在时序(sh x)(sh x)图中引用。图中引用。图中引用。图中引用。信号名信号名类型类型说说 明明STB*STB*输入输入选通输入选通输入为低时将数据装入输入锁存器。为低时将数据装入输入锁存器。IBFIBF输出输出输入缓冲满输入缓冲满为高表示数据已装入输入锁存器。这是一个主要的输入确为高表示数据已装入输入锁存器。这是一个主要的输入确认信号。认信号。ACK*A
70、CK*输入输入确认输入确认输入为低表示写入某一端口的数据已被接受。该信号是接收为低表示写入某一端口的数据已被接受。该信号是接收PCI-PCI-12001200卡的数据的外部设备发出的响应。卡的数据的外部设备发出的响应。 OBF*OBF*输出输出输出缓冲满输出缓冲满为低表示数据已被写入某一输出端口。为低表示数据已被写入某一输出端口。INTRINTR输出输出中断请求中断请求当当82C55A82C55A在数据传送期间请求服务时变高。设置合适的中断在数据传送期间请求服务时变高。设置合适的中断使能信号来产生该信号。使能信号来产生该信号。RD*RD*内部内部读信号读信号该信号是由该信号是由PCIPCI接口
71、电路产生的读信号。接口电路产生的读信号。WR*WR*内部内部写信号写信号该信号是由该信号是由PCIPCI接口电路产生的写信号。接口电路产生的写信号。DATADATA双向双向某一端口的数据线某一端口的数据线该信号表示某一端口数据线上的数据什么时候有效该信号表示某一端口数据线上的数据什么时候有效或将有效。或将有效。第82页/共89页第八十三页，共90页。4.7.5 4.7.5 数据采集的工作原理数据采集的工作原理(yunl) (yunl) 1 1、数据采集的定时、数据采集的定时1 1）采样间隔）采样间隔2 2）触发方式）触发方式3) 3) 采集长度采集长度中间触发中间触发中间触发中间触发(chf)
72、(chf)方式定时图方式定时图方式定时图方式定时图 第83页/共89页第八十四页，共90页。2、数据采集的起停控制采集方式1) 采集方式 采集的启动与停止控制，除涉及到触发方式、采集长度(chngd)外，还与采用的采集方式有关。 PCI-1200卡有两种采集工作方式：受控采集方式和自由采集方式。 受控采集方式 自由采集方式第84页/共89页第八十五页，共90页。2) PCI-12002) PCI-1200卡的采集定时与起停控制卡的采集定时与起停控制 后触发方式下用后触发方式下用EXTCONV*EXTCONV*和和EXTTIRGEXTTIRG控制数据采集过程控制数据采集过程(guchng)(gu
73、chng)的定时关的定时关系图。系图。 下图表示用下图表示用EXTCONV*EXTCONV*和和EXTTRIGEXTTRIG来控制预触采集的定时图。来控制预触采集的定时图。 第85页/共89页第八十六页，共90页。3 3、巡回扫描采集、巡回扫描采集PCI-1200PCI-1200卡有连续扫描和间隔卡有连续扫描和间隔(jin g)(jin g)扫描两种方式扫描两种方式 1 1）连续扫描）连续扫描 2 2）间隔）间隔(jin g)(jin g)扫描扫描 第86页/共89页第八十七页，共90页。在间隔扫描采集模式下使用了两个计数器定时：计数器在间隔扫描采集模式下使用了两个计数器定时：计数器A0A0用
74、于采集间隔定时，计数器用于采集间隔定时，计数器B1B1用于扫描间隔定时（用于扫描间隔定时（B1B1定时的计数时钟定时的计数时钟(shzhng)(shzhng)信号可来自内部信号可来自内部CLKAOCLKAO或外部或外部CLKB1CLKB1）。）。间隔扫描采集模式的扫描时间间隔也可以不用计数器间隔扫描采集模式的扫描时间间隔也可以不用计数器B1B1定时，定时，而使用外部信号而使用外部信号OUTB1OUTB1定时下图是一个使用定时下图是一个使用OUTB1OUTB1和和EXTCONV*EXTCONV*外部定外部定时的间隔扫描例子。时的间隔扫描例子。第87页/共89页第八十八页，共90页。3) 3) 通
75、道扫描采集速率通道扫描采集速率通道扫描采集速率通道扫描采集速率 DAQ DAQ的最大速率（每秒采样点数）由的最大速率（每秒采样点数）由的最大速率（每秒采样点数）由的最大速率（每秒采样点数）由ADCADC的转换的转换的转换的转换(zhunhun)(zhunhun)周期以及采样周期以及采样周期以及采样周期以及采样/ /保持采保持采保持采保持采集时间决定。集时间决定。集时间决定。集时间决定。 增益增益建立时间（精度：建立时间（精度：0.024%0.024%，1LSB1LSB）1 1典型值典型值10us10us，最大值，最大值14us14us2 21010典型值典型值13us13us，最大值，最大值1
76、6us16us5050典型值典型值27us27us，最大值，最大值34us34us100100典型值典型值60us60us，最大值，最大值80us80us采集方采集方式式增益增益速率速率单通道单通道1 12,5,102,5,1020205050100100100ks/s100ks/s多通道多通道1 12,5,102,5,1020205050100100100ks/s100ks/s77ks/s77ks/s66.6ks/s66.6ks/s37ks/s37ks/s16.6ks/s16.6ks/s不同不同(b tn)增益下的采集速率推荐值增益下的采集速率推荐值 不同不同(b tn)增益下的建立时间推荐值增益下的建立时间推荐值 第88页/共89页第八十九页，共90页。内容(nirng)总结会计学。DAQ虚拟仪器又称PC-DAQ仪器系统，其组成如下图所示。它由一台PC机和基于标准总线(zn xin)的采集卡（仪器卡）构成，同时还配备有仪器驱动软件来支持硬件工作。转换速度是一项重要的技术指标，速度越高价格越贵。满刻度范围是指A/D转换器所允许最大的输入电压范围。逐次逼近式ADC是目前应用最普遍的一种ADC，其电路结构简单。并行（或称闪烁）式ADC是一种转换速率最快的ADC。不同增益下的建立时间推荐值第九十页，共90页。
