数据采集卡的功能

一个典型的数据采集卡的功能有模拟输入、模拟输出、数字I/O、计数器/计时器等，这些功能分别由相应的电路来实现。以NIUSB－6008数据采集卡为例，如图6－5所示，有8路12位模拟输入通道，2路模拟输出，12条数字输入输出线，另外还有1个计数器。

1.模拟输入

模拟输入是采集最基本的功能。它一般由多路开关（MUX）、放大器、采样保持电路以及A/D转换器来实现，通过这些部分，一个模拟信号就可以转化为数字信号。A/D转换器的性能和参数直接影响着模拟输入的质量，要根据实际需要的精度来选择合适的A/D转换器。

2.模拟输出

模拟输出通常是为采集系统提供激励。输出信号受数模转换器（D/A）的建立时间、转换率、分辨率等因素影响。建立时间和转换率决定了输出信号幅值改变的快慢。建立时间短、转换率高的D/A转换器可以提供一个较高频率的信号。如果用D/A转换器的输出信号去驱动一个加热器，就不需要使用速度很快的D/A转换器，因为加热器本身就不能很快地跟踪电压变化。D/A转换器的性能和参数直接影响着模拟输出的质量，应该根据实际需要的精度来选择合适的D/A转换器。

图6－5　NIUSB－6008内部组成

3.数字I/O

数字I/O通常用来控制过程、产生测试信号及与外设通信等。它的主要参数包括数字口路数（line）、接收（发送）率、驱动能力等。如果使用输出去驱动电动机、灯、开关型加热器等用电器，就不必用较高的数据转换率。路数要能同控制对象配合，而且需要的电流要小于采集卡所能提供的驱动电流。但加上合适的数字信号调理设备，仍可以用采集卡输出的低电流的TTL电平信号去监控高电压、大电流的工业设备。数字I/O常见的应用是在计算机和外设（如打印机、数据记录仪等）之间传送数据。另外，一些数字口为了同步通信的需要还有“握手”线。路数、数据转换速率、“握手”能力都是应理解的重要参数，应依据具体的应用场合选择有合适参数的数字I/O。

4.计数器/定时器

许多场合都要用到计数器，如定时、产生方波等。计数器包括3个重要信号：阈值信号、计数信号、输出。阈值信号实际上是触发信号——使计数器工作或不工作；计数信号也即信号源，它提供了计数器操作的时间基准；输出是在输出线上产生脉冲或方波。计数器最重要的参数是分辨率和时钟频率，高分辨率意味着计数器可以计更多的数，时钟频率决定了计数的快慢，频率越高计数速度就越快。