数据采集卡的类型和特点

1.分类

基于PC总线的板卡种类很多，其分类方法也有很多种。按照板卡处理信号的不同可以分为模拟量输入板卡（A/D卡）、模拟量输出板卡（D/A卡）、开关量输入板卡、开关量输出板卡、脉冲量输入板卡、多功能板卡等。其中多功能板卡可以集成多个功能，如数字量输入/输出板卡将模拟量输入和数字量输入/输出集成在同一张卡上。根据总线的不同，可分为PXI/CPCI板卡和PCI板卡。

还有其他一些专用I/O板卡，如智能接口卡、虚拟存储板（电子盘）、信号调理板、专用（接线）端子板等，这些种类齐全、性能良好的I/O板卡与IPC配合使用，使系统的构成十分容易。

2.主要类型

在工业现场，我们会安装很多的各种类型的传感器，如压力的、温度的、流量的、声音的、电参数的等。受现场环境的限制，传感器信号如压力传感器输出的电压，或者电流信号不能远传，或者因为传感器太多布线复杂，我们就会选用分布式，或者远程的采集卡（模块）在现场把信号较高精度地转换成数字量；然后通过各种远传通信技术（如485、232、以太网及各种无线网络）把数据传到计算机，或者其他控制器中进行处理。这种也算数据采集卡的一种，只是它对环境的适应能力更强，且可以应对各种恶劣的工业环境。

如果是在比较好的现场或者实验室，如学校的实验室，就可以使用USB/PCI这种采集卡。和常见的内置采集卡不同，外置数据采集卡一般采用USB接口和1394接口。因此，外置数据采集卡主要指USB采集卡和1394采集卡。

数据采集卡，绝大多数集中在采集模拟量、数字量、热电阻、热电偶，其中热电阻可以认为是非电量（其实本质上还是要用电流驱动来采集）。其中模拟量采集卡和数字量采集卡用得最广泛的。

目前市场上有一种二合一采集卡。二合一，指的是数字模拟采集卡，即AV+DV采集卡，数字、模拟二合一，数字输入、输出，模拟接口输入（DV/AV/S-video）。

最后，虽然说是采集卡，但实际应用中经常需要它输出控制信号。采集卡广泛应用于安防监控、教育课件录制、大屏拼接、多媒体录播录像、会议录制、虚拟演播室、虚拟现实、安检X射线机、雷达图像信号、VDR纪录仪、医疗X射线机、CT机、胃肠机、阴道镜、工业检测、智能交通、医学影像、工业监控、仪器仪表、机器视觉等。

3.技术参数(www.xing528.com)

（1）通道数 是指板卡可以采集几路的信号，分为单端和差分。常用的有单端32路、差分16路、单端16路、差分8路。

（2）采样频率 单位时间采集的数据点数，与AD芯片的转换一个点所需时间有关。例如：AD转换一个点需要T=10us，则其采样频率f=1/T为100kHz，即每秒AD芯片可以转换100kHz的数据点数。单位为赫兹（Hz），常有100kHz、250kHz、500kHz、800kHz、1MHz、40MHz等。

（3）缓存的区别及作用 缓存主要用来存储AD芯片转换后的数据。有缓存可以设置采样频率，没有则不可以。缓存有RAM和FIFO两种。FIFO应用在数据采集卡上，做数据缓冲；存储量不大，但速度快。RAM是随机存取内存的简称，一般用于高速采集卡，其存储量大，但速度较慢。

（4）分辨率 是指采样数据最低位所代表的模拟量的值，常有12位、14位、16位等（12位分辨率，电压5000mV）。12位所能表示的数据量为4096（2¹²），即±5000mV电压量程内可以表示4096个电压值，单位增量为（5000mV）/4096=1.22mV。分辨率与A/D转换器的位数有确定的关系，可以表示为FS/2n。FS表示满量程输入值，n为A/D转换器的位数。位数越多，分辨率越高。

（5）精度 是指测量值和真实值之间的误差，标称数据采集卡的测量准确程度。一般用满量程（FSR，full scale range）的百分比表示，常见的如0.05%FSR、0.1%FSR等。如满量程范围为0～10V，其精度为0.1%FSR，则代表测量所得到的数值和真实值之间的差距在10mV以内。

（6）量程 是指输入信号的幅度，常用的有±5V、±10V、0～5V、0～10V，要求输入信号在量程内进行。

（7）增益 是指输入信号的放大倍数。分为程控增益和硬件增益，通过数据采集卡的电压放大芯片将AD转换后的数据进行固定倍数的放大。由两种型号：PGA202（1、10、100、1000）和PGA203（1、2、4、8）的增益芯片。

（8）触发 可分为内触发和外触发两种，指定启动AD转换方式。