高速模拟量输入数据采集卡

数据采集卡使用方法
数据采集卡是一种用于采集和记录数据的设备，通常与计算机或控制系统配合使用。

以下是使用数据采集卡的一般步骤：
1. 安装数据采集卡驱动程序：在使用之前，首先需要安装数据采集卡的驱动程序。

驱动程序通常由数据采集卡制造商提供，并可从他们的网站下载。

2. 连接传感器或数据源：将需要采集数据的传感器或数据源连接到数据采集卡上。

这通常通过插入传感器的接口或连接电缆实现。

3. 配置数据采集卡：打开数据采集卡的配置软件，选择采集通道和采集参数。

采集通道可以是模拟通道（用于测量模拟信号）或数字通道（用于接收数字输入信号）。

采集参数包括采样率、分辨率等。

4. 启动数据采集：在配置完成后，可以启动数据采集。

数据采集卡将开始采集传感器或数据源的数据，并将其传输到计算机或控制系统中进行处理或记录。

5. 数据处理和分析：采集到的数据可以通过计算机上的软件进行处理和分析。

这可以包括数据的实时显示、数据过滤、数据转换、统计分析等。

需要注意的是，不同的数据采集卡可能具有不同的配置和使用方法，根据具体的数据采集卡型号和制造商提供的说明书来操作会更加准确和有效。

1功能简介本采集板卡基于8通道PCI Express接口的,最快的12bit高速数据采集卡。

其数据吞吐量快达1 GB/s (1000 MB/s)，2个同步输入上的采样率为200 MS/s，是许多应用的理想解决方案，包括OCT、雷达、超声波、光谱测定和射频信号记录。

200 MS/s的每通道实时采样率基于PCIe x8总线的1.4 GB/s的数据流量）2通道12位分辨率采样从500 MHz 到1 MHz的外部时钟高达250 MHz的全功率带宽+/- 40 mV至+/- 4 V输入范围60.3 dB信噪比NIST可追踪校准连续流模式存储高达2千兆采样率的双端口存储器触发输入和触发输出连接器半长PCIe x8卡AlazarDSO软件允许快速启动用于 C/C++、C#、VB和LabVIEW的软件开发工具包（SDK）可提供Linux驱动程序本采集板卡集成了8路高速数据采集、2片大规模FPGA、1GB缓存以及USB、VGA、UART等通用接口，可实现对8路信号直接射频采集、存储、预处理或传输。

其主要特点包括：射频/中频输入本板卡具有8路相同且独立的模拟信号输入通道，由SMA接口输入的射频或者中频信号经过信号调理电路注入ADC并转换为数字序列。

输入信号的带宽最大2000MHz。

ADC本板卡兼容两种型号ADC，分别为：ADS5474：分辨力14bit，最高采样率500MSPS；ADS5463：分辨力12bit，最高采样率400MSPS。

ADC采集的高速数据经后级FPGA进行数字处理。

Virtex5 FPGA该板卡包含两片Xilinx Virtex5 FPGA，根据焊装的具体型号不同，单片容量由400万门至1600万门不等。

两片FPGA前后级联，前级FPGA（XC5VSX50T）连接8路高速ADC，适合进行数据处理，外挂1G的DDR2 SDRAM存储器以扩展其存储能力。

后级FPGA（XC5VLX30T）用于外部接口控制。

PCI-1713数据采集卡单端信号处理方法王睿宇，方书起 *（郑州大学化工与能源学院，河南郑州450001）摘要：针对研华PCI-1713高速数据采集卡进行单端数据实时采集时信号波动问题，在易控（Inspect）通用组态软件中使用C#高级程序设计语言进行信号数据处理。

剔除信号数据中的噪点将信号数据波动抑制在可接受的范围内，使信号数据具有更高的可信度。

严格控制信号数据波动，为监控系统或自动控制系统提供更加真实可靠的传感器数据。

关键词：数据采集卡；信号波动；抑制The Single-Ended Signal Processing Method of PCI-1713 Data Acquisition CardWang Ruiyu，Fang Shuqi（College of Chemical Engineering and Energy，Zhengzhou University ，Zhengzhou 450001,China）Abstract：To solve the problem of signal fluctuation during data acquisition in real time with Advantech PCI-1713 high-speed data acquisition card, this paper dealt with the data signal by C# advanced programming language. Eliminating noise from the signal data will suppress the signal data fluctuation into an acceptable range, so the signal data will have a higher credibility. Experiments show Strict control signal data fluctuation can provide more reliable sensor data for both the monitoring system and automatic control system.Key words：Data Acquisition; signal fluctuations; Suppression引言PCI-1713数据采集卡是台湾研华公司(Advantech)生产的PCI总线隔离高速模拟量输入卡。

研华板卡参数说明研华采集卡参数说明摘要：数据采集卡名目繁多、类型丰富，功能强大，很多数据采集卡不仅具有模拟量的输入、输出功能，同时也具有开关量的输入、输出功能和其他很多特殊功能。

这些数据采集卡能满足绝大多数检测与控制系统中数据采集要求。

熟悉与数据采集卡向光的技术指标和技术术语，对理解数据采集卡的工作原理并正确地做出选型，具有十分重要的意义。

下面以研华数据采集卡来说明一）模拟量输入1、通道数（Channels）通道数指可同时采集模拟量的个数，例如在温度场实验中，我们需要检测6个不同物理位置的温度，这时就需要在6个不同位置安装温度传感器，每一个传感器都会输出自己位置的温度信号，数据采集卡就至少需要6个AD转换器，来满足系统检测的要求。

绝大多数数据采集卡上只有一个AD转换器，通过使用模拟开关来分时采集不同通道的数据，从而得到多通道的数据采集卡。

2、分辨率（Resolution）一般数据采集卡的分辨率也是该设备中AD转换器的分辨率，大多数数据采集设备采用逐次比较型AD转换器，分辨率一般有8位、10位、12位和16位，目前大多数数据采集卡都具有12位和16位两种分辨率。

12位的分辨率可以分辨，满程电压的1/4096，16 位可以分辨满程电压的1/65536。

3、精度精度是指数据采集卡在满量程范围内任意一点的输出值相对于其理想值之间的偏离程度。

数据采集卡的精度受卡上放大倍数的影响比较大，一般厂商给出的数据采集卡的精度指标都很高，12位AD采集卡的精度在满程输入电压（FSR）的0.01%+1LSB，但在实际检测过程中，受到很多因素，特别是外部电磁干扰信号，电源干扰和传感器噪声等影响因素的限制，检测的精度往往达不到这样的水平。

在实际应用中，干扰严重的环境可能使采样结果与厂商标称的精度相差甚远，在弱信号（例如热电偶信号）和高阻抗输出信号（例如压电陶瓷传感器、锆氧传感器输出信号）的才集中尤其如此，原因是逐次比较型AD采集的是微秒级时刻的电信号，而实际输入的信号是传感器输出信号与干扰信号的叠加，在这些干扰信号中，工频干扰信号是比较普遍的，防止工频干扰信号比较有效的方法是与工频信号同步，在工频周期时间内连续采集若干个信号取平均值，这样操作会降低实际的采样速度，在不需要高速采集但要求高精度采样的情况下可以得到比较好的效果。

基于FPGA的高速数据采集卡设计与实现随着科技的不断发展，电子信息技术的应用越来越广泛。

在现代制造业、通讯系统、医学影像等领域中，高速数据采集成为了一项不可或缺的工作。

因此，设计和实现一种高效、高精度的数据采集卡成为了当前电子信息技术研究的热点之一。

本文将介绍一种基于FPGA的高速数据采集卡的设计与实现。

一、高速数据采集卡基本结构高速数据采集卡通常由模数转换器（ADC）、时钟发生器、FPGA芯片、存储器、接口电路等组成。

其中，ADC负责将模拟信号转化为数字信号，时钟发生器负责为ADC提供时钟信号，FPGA芯片负责对数字信号进行处理和分析，存储器则用于存储处理后的数据，接口电路则是将数据输出到外部设备。

二、基于FPGA的高速数据采集卡设计1. ADC选择对于高速数据采集卡来说，ADC是其中最关键的组成部分之一。

ADC的选择与高速数据采集卡的性能有着密切的关系。

本设计采用了采样率为100MSPS的ADI公司的AD9265 ADC作为该高速数据采集卡的核心部件。

2. 时钟发生器时钟发生器为ADC提供高稳定性、高准确度的时钟信号，保证了ADC采集数据的稳定性和准确性。

本设计采用了凯瑞电子公司的CCHD-957时钟发生器，它可以提供高达100MHz的准确稳定时钟信号，从而保证了ADC的正常工作。

3. FPGA芯片在高速数据采集卡中，FPGA芯片是最核心的部分，它负责ADC采集到的原始数据进行处理和分析，并将其存储到存储器中。

本设计采用了Altera公司的Cyclone IV FPGA芯片，它具有高速、低功耗、灵活的特点，可以实现对高速数据的实时处理和分析。

4. 存储器存储器是高速数据采集卡中另一个非常关键的部分，它用于存储FPGA处理后的数据。

本设计采用了容量为1G的DDR3 SDRAM作为数据存储器，其存储速度快、容量大、价格适中、成本低。

5. 接口电路接口电路负责将高速数据采集卡中的数据输出到外部设备中。

UA203型A/D采集卡使用说明（下载版）第一章. 概述UΑ203型A/ D采集卡是我公司开发的PCI总线数据采集产品, 该卡采用美国新型高速12位A/D转换芯片, 电路设计及布线讲究, 带有大容量FIFO缓冲存储器，指标先进，性能稳定。

该卡的显著特点是：高速，带有较多的数字量I/O功能和脉冲计数功能，性能价格比高，一卡可当多卡用，可广泛应用于科学实验和工业控制领域。

一.主要功能及特点·分辩率 : 12bit·16或32模入通道·实用最高采样频率 : 1250ΚΗz·装有控放大器·任意设定采样通道数, 可通道自动扫描采集·32KΒ先进先出(FIFO)缓冲存储器, 可实现自动数据块采集·软件或定时器触发采样, 可任意设定采样频率·48bit数字量I/O（8255*2）·3路16 bit定时计数器，用户自定义使用（8254*1）·带DC/DC隔离电源, 精度稳定·提供丰富的编程支持，适用于Windows98/2000/Me/XP及DOS等操作系统二.技术指标1.A/D部分·分辩率: 12bit·精度: 0.05％(满量程)·最高实用采样频率: 1250ΚΗz·模入通道: 16或32 单端，可选16差动·模入范围: ±5V·程控增益：1、2、4、8、16倍·输入阻抗: >100MΩ·触发方式: 定时器触发, 软件触发·FIFO存储器: 32KB2.数字量I/O·数字量I/O: 48路·可编程输入或输出·TTL电平兼容3.定时计数器·3通道可编程定时计数起器(825４)·字长: 16bit·卡上时钟:10MHzUA203卡布局图第二章.硬件说明一．A/D卡的连接UA203采集卡装有一只37芯D型插座, 用于连接模拟量输入；另端装有2个34双排针座和一个20双排针座，供数字量I/O, 定时计数器使用。

数据采集卡比较电气与控制工程学院自动化0903张军锋王朝辉研华数据采集卡产品名称：研华数据采集卡ADAM-5081： 4通道高速计数器/频率模块型号：ADAM-50814通道高速计数器/频率模块功耗 1.1W（最大）最小脉冲宽度1μ sec.输入频率 5Hz ~1MHz输入电平隔离或TTL电平可编程数字滤波器1~65000μ sec计数器辅助功能初始值预设，高低报警设置，报警数字量输出变换，溢出标志最小输入电流 2mA产品名称：研华数据采集卡PCI-1758UDO：128路隔离数字量输出卡型号：PCI-1758UDOPCI-1758UDO是一款高密度的隔离数字量输出卡，它能够在更多的工业应用中监控。

PCI-1758UDO具备内置看门狗定时器和加电状态可编程功能∙128路隔离数字量输出通道∙输出通道高电压隔离∙宽输出范围(5 ~ 40 VDC)∙隔离输出通道上的高吸入式电流 (最大90 mA /通道)∙每个端口都有电流保护∙板卡ID开关∙可读回输出状态∙系统重启后保留数字输出值∙可编程加电状态看门狗定时器阿尔泰数据采集卡模拟量输入单端32路/差分16路 16位 250K 8K字FIFO ；模拟量输出 4路 12位上电自动清零；8路DI、8路DO；定时记数器 1路 16位◆16位AD精度，250KS/s采样频率◆单端32路/差分16路模拟量输入◆AD缓存：8K字FIFO存储器◆AD量程：±10V、±5V、±2.5V、0～10V、0～5V◆程控增益：1、2、5、10或1、2、4、8倍◆AD触发方式：多种模拟量、数字量触发方式◆12位DA精度，100KS/s数模转换频率◆4路模拟量输出，上电自动清零◆DA量程：0～5V、0～10V、±5V、±10V◆数字量输入、输出各8路◆Counter：9种门控方式的16位计数或脉冲发生功能◆全卡实现无跳线操作NI 数据采集卡产品名称：USB-6008 多功能数据采集卡产品型号：USB-6008点击次数: 135产品特点：NI USB-6008具有基本的数据采集功能，其应用范围包括简单的数据记录，便携式测量和学术机构的实验室试验。

《虚拟仪器设计》课程实验 测控技术与仪器专业1/1 实验1： 模拟量的输入一、实验目的1、了解数据采集器的结构和使用方法。

2、 掌握使用DAQ 采集卡实现数据采集及处理功能。

二、 实验步骤及要求1、由信号发生器产生正弦、三角、方波信号，用Labview 设计虚拟信号采集器，对波形进行测量。

输出频率1Hz ～ 10KHz ，幅值0～5V 。

要求采集器能够显示：采集通道号、采样点数、采集频率、信号的频率、相位、直流值、均方根值。

在采集器中进行波形的测量。

2、数据采集卡连接。

数据采集卡的1脚（通道0）接信号发生器的输出，3脚接信号发生器的地端。

也可以2脚（通道1）接信号发生器输出。

选择单通道输入方式3、数据采集卡的测试。

对于Measurement Computing Corporation USB-1208FS DAQ 卡，则选择软件进行测试。

测试系统后，说明采集卡硬件正常，进行采集。

4、利用数据采集卡 DAQ 中的，模块编程。

注意！当 USB-1208FS 和计算机正在通信时，请不要拔出 USB 连接线，否则会丢失数据或损坏 USB-1208FS 。

如果 LED 指示灯从长亮状态突然熄灭，表示计算机和 USB-1208FS 之间的通信链路已经断 开了。

要重建计算机和 USB-1208FS 之间的通信连接，只需要从计算机拔除 USB 连接线，重新 插入 USB 连接线，LED 将会处于长亮状态。

三、 实验报告要求1、 画出连接线路。

2、 设计前面板。

3、 设计程序框图。

4、 设计结果分析。

注意：图表的标注要规范。

本科毕业设计说明书基于FPGA的高速数据采集卡的设计DESIGN OF HIGH-SPEED DATA ACQUISITION CARDBASED ON FPGA学院（部）：电气与信息工程学院专业班级：学生姓名：指导教师：年月日基于FPGA的高速数据采集卡的设计摘要论文还从宏观和微观两个方面来分析数据采集卡的各个组成部分。

从宏观上分析了采集系统中各个芯片间的数据流向、速度匹配和具体通信方式的选择等问题。

使用乒乓机制降低了数据处理的速度，来降低FPGA中的预处理难度，使FPGA处理时序余量更加充裕。

在ARM与FPGA通信方式上使用DMA传输，大大提高了数据传输的速率，并解放了后端的ARM处理器。

设计从宏观上优化数据传输的效率，充分发挥器件的性能，并提出了一些改进系统性能的方案。

从微观实现上，数据是从前端数据调理电路进入AD转换器，再由FPGA采集AD转换器输出的数据，后经过数据的触发、成帧等预处理，预处理后的数据再传输给后端的ARM处理器，最后由ARM处理器送给LCD显示。

微观实现的过程中遇到了很多问题，主要是在AD数据的采集和采集数据的传输上。

在后期的系统调试中遇到了采集数据错位、ARM与FPGA通信效率低下，还有FPGA 中预处理时序紧张等问题，通过硬件软件部分的修改，问题都得到一定程度的解决。

在整个数据采集卡的设计过程中还遇到高速PCB设计、硬件设计可靠性、设计冗余性和可扩展性等问题，这些都是硬件设计中的需要考虑和重视的问题，在论文的最后一章有详细论述。

关键词：高速数据采集,触发,高速PCB设计,高速ADC１DESIGN OF HIGH-SPEED DATA ACQUISITION CARDBASED ON FPGAABSTRACTDate acquisition is the premise of measure, the foundation of analysis and the beginning of cognition. Most precise device is based on the date acquisition. With the development of the electronic and digital technology, the speed of date transmission and the calculation of CPU are faster and faster; therefore the requirements of data acquisition and processing are more severe than before.This paper analyzes the system from Macro-and micro respect. From the macro point of view it analyzes data flowing, speed matching and the selection of specific means of communication of acquisition system and so on. We adapt ping-pong mechanism to reduce the speed of analyzing data and pre-difficult of FPGA which lead to the ease of processing Timing Margin of FPGA. DMA transfer is used as communication between ARM and FPGA which improve data transmission rates, and liberate the back-end ARM processor. From the micro point of view, data enter into the A/D converter from the front-end conditioning circuitry, FPGA collecting data on the output of A/D converter and go through the pre-operation of triggering and framing of data. After these operations, data are transmitted to the back-end of the ARM processor and then display on the LCD. A lot of difficult exited in the successful operation in the micro respect which is mainly about A/D data collection and the of transmission data. All of these issues have been settled by the revising of hardware and software.KEYWORDS：High-speed Data Acquisition, Triggering, High-speed PCB High-speed, A/D converter２1绪论1.1 引言数计算机技术在飞速发展，微机应用日益普及深入，微机在通信、自动化、工业自动控制、电子测量、信息管理和信息系统等方面得到广泛的应用。

KPCI-1818 8通道同步数据采集卡使用说明书北京科瑞兴业科技有限公司北京科瑞兴业科技有限公司地址：北京市海淀区知春里28号开源商务写字楼212、213室邮政编码：100086 电话：010-******** 010-******** 传真：010-********Sales E-mail: sgq@ Tech Support E-mail: lilanzhen007@目录第一章概述1、介绍2、应用3、性能和技术指标4、软件支持第二章主要元件位置图、信号输出插座和开关跳线选择定义1、主要元件布局图2、短路套设置3、信号输入输出插座定义4、模拟信号输入连接方式及应注意的问题第三章函数模块调用说明1．A/D 采集过程流程图2．函数说明第四章KPCI-1818 8通道同步数据采集卡的校准、保修和注意事项1. 注意事项2. 校准3. 保修KPCI-1818 8通道同步500KS/S数据采集卡第一章概述一、介绍：KPCI-1818是一款PCI总线8通道同步高速模拟量采集卡。

使用8组同样的电路和AD 芯片实现各通道的同步采集，当输入信号之间的时间关系很重要的时候，KPCI-1818的这个特点可以满足用户要求。

KPCI-1818卡的最高采集频率可达500KS/s，卡上带有8K容量FIFO 存储芯片，可以完成大量信号的采集和存储，定时触发、软件触发和外触发三种方式，以适应不同场合的数据采集，方便了用户的使用。

KPCI-1818卡上的8路开关量输入通道的输入电平与TTL兼容，6路开关量输出通道的输出电平与TTL兼容。

KPCI-1818卡上带有一个4位拨码开关，当计算机上安装多块板卡时，可使用此开关来定义每块板卡的ID。

用户可以很方便的在硬件配置和软件编程时区分和访问每块板卡。

◆总线：32位PCI 总线，支持PCI2.2协议，即插即用。

◆PCI芯片：FPGA接口芯片设计。

◆转换速度和精度：12位A/D转换器，通过率为500K。

PCI-1713快速安装使用手册PCI-1713快速安装使用手册 (1)第一章 产品介绍 (2)1.1 概述 (2)1.1.1灵活的输入类型及范围 (2)1.1.2 高速数据采集 (2)1.1.3 支持软件，内部定时器及外部定时器触发 (2)1.1.4 满足隔离保护的要求 (2)1.2 特点 (2)1.3 规格 (3)1.4 一般特性 (3)第二章 安装与测试 (4)2.1 初始检查 (4)2.2 Windows2K/XP/9X下板卡的安装 (4)2.2.1 软件的安装： (4)2.2.2 硬件的安装： (6)2.3 测试 (11)2.3.1 模拟输入功能测试 (11)第三章 信号连接 (12)3.1 模拟信号输入连接： (13)3.1.1 单端模拟输入连接 (13)3.1.2 差分式模拟输入连接 (14)3.2 外部触发源连接 (15)第四章 例程使用详解 (15)4.1板卡支持例程列表4.2 常用例子使用说明 (16)4.2.1 ADSOFT/ADTRIG（软件触发方式例程） (16)4.2.2 ADint（中断方式进行数据采集的例程） (17)4.2.3 MADint(多通道中断采集例程) (18)4.2.4 AIEXP（使用扩展板进行模拟量输入的例程）： (20)第五章 遇到问题，如何解决？ (18)第一章产品介绍1.1 概述PCI-1713是一款PCI总线的隔离高速模拟量输入卡。

它提供了32个模拟量输入通道，采样频率可达100KS/s、12位分辨率及2500V（DC）的直流隔离保护。

1.1.1灵活的输入类型及范围PCI-1713有一个自动通道/增益扫描电路。

在采样时，这个电路可以自己完成对多路选通开关的控制。

卡上的SRAM存储了每个通道不同的增益值及配置。

这种设计能让您对不同通道使用不同的增益，并采用单端和差分输入的不同组合方式来完成多通道采样。

1.1.2 高速数据采集PCI-1713的采样速率可达100KS/s。