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數據采集卡選型指南

 一般數據采集卡選型,按如下步驟進行,詳細指標請參閱相應產品的樣本或選型指南。
1.明確應用需求
    在選擇數據采集卡之前,需分析應用需求,充分了解各種數據采集產品的特點、支持的開發平臺種類、運行的操作系統環境以及開發難度等,然后根據有關指標進行合理選擇。

2.選擇總線的考慮
    應用較廣的包括PCIPXIUSB、ISA等多種總線結構,不同的總線具有不同的傳輸速度、電氣特性、結構尺寸、配置過程等,用戶要根據自己所需的特性來選擇。

3.選擇采樣率的考慮
    系統的高采樣率取決于ADC芯片變換模擬信號的速率,通常單位是SPS(采樣點/s)。根據奈奎斯特采樣理論,采樣頻率務必是信號中高有效頻率的兩倍以上,否則會產生混疊信號失真,俗稱“假頻”。對于很多用戶,可能需要仔細觀察分析信號的細節,往往需要更高的采樣速率,通常建議選用高采樣率大于信號高頻率分量的5~10倍的采集卡。

4.選擇分辨率和量程范圍的考慮
    先是分辨率。分辨率越高,輸入信號的細分程度就越高,能夠識別的信號變化量就越小。舉個實例:一個正弦波信號,采用分辨率為8bit,A/D轉換所獲得的數字結果相當于把輸入范圍細分為256份,一些微小細節變化在A/D轉換過程中就會丟失,這正是由于分辨率不夠高,在還原數據中產生量化噪聲造成的。若采用分辨率為16bit,A/D轉換的細分數值就可以從256增加到65536,由量化信噪比為SNR(dB)=(6.02×bit)+1.76,可知量化位數越多信噪比就越高。
   在確定了A/D轉換分辨率的情形下,應按照保證信號量化噪聲較低,信噪比較高的原則,選擇一個合適的量程,再通過信號調理將被采集信號調理在這個合理的量程內。

5.選擇合適的產品型號
    后,還有輸入阻抗、輸出阻抗、通道數、信號線數、隔離等技術問題需要考慮,這些都與傳感器和信號調理密切相關,務必結合起來統一考慮。在上述各指標選定以后,用戶可根據“功能夠用”的原則,選擇符合要求的采集卡,找到合適的采集卡型號。不要盲目購買價格貴、功能強大的設備。一般來說當精度要求不是很高、采樣頻率較低時,PCI和USB總線的數據采集卡都可以滿足要求;若工作環境比較惡劣,可以采用工控機;當采集精度要求較高,采樣頻率很高,工作環境比較惡劣時優先選用PXI類型的數據采集產品。


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