高速同步数据采集卡(系统)原理

16位，12通道，500K，同步，数据采集卡

YG-EB1309

用户手册

1. 概述

YG-EB1309高精度数据采集卡适用于提供了PC104 总线的嵌入式微机。其操作系统可选用经典的

MS-DOS、Linux或目前流行的 Windows 系列等多种操作系统。

YG-EB1309高精度模入接口卡安装使用简便、功能齐全。其A/D 转换启动方式可以选用程控频率触发、程控单步触发、以及外部时钟同步触发等多种方式。A/D转换后的数据结果通过先进先出存储器（FIFO）缓存后由PC104总线读出。

为方便用户，本卡还提供了符合TTL电平的8路数字量输入和24路数字量输出信号通道。

2. 主要技术参数

2.1模入部分

2.1.1输入通道数：12路同步

2.1.2 输入信号范围：±2.5V；±5V；±6V；±10V；±12V；

2.1.3 输入阻抗：≥10MΩ

2.1.4 输入通道选择方式：12通道同步

2.1.5 A/D转换分辩率：16位

2.1.6 A/D最高转换速率：500KHz

2.1.7 A/D采样程控频率：1KHz/5KHz/10KHz/50KHz/100KHz/200KHz/500KHz/外部时钟

2.1.8 A/D启动方式：程控频率触发/程控单步触发/外部TTL信号触发

2.1.10 FIFO存储器容量：20K×16bit（全满）/10K×16bit（半满）

2.1.11 数据读取识别方式：FIFO半满查询/FIFO非空查询/FIFO半满中断

2.1.12 系统综合误差：≤0.02％ F.S

2.2 开关量部分

2.2.1 输入路数：8路TTL电平

2.2.2 输出路数：24路TTL电平

2.3 电源部分

2.3.1 支持外部电源输入或PC104接口取电。

2.3.2 功率：+5V(±10％)≤500mA

2.4环境要求：工作温度：10℃～40℃

相对湿度： 40％～80％

存贮温度：-55℃～+85℃

2.5 外型尺寸：长×高＝90mm×96mm

3. 工作原理

YG-EB1309高精度模入接口卡主要由高速高精度放大电路、高精度模数转换电路、先进先出(FIFO)缓冲存储器电路、开关量输入输出电路和接口控制逻辑电路等部分组成。

3.1 高速高精度跟随电路

本电路由两个高速高精度运放、阻容件组成，用以对模拟信号进行变换处理，以提供模数转换电路所需要的信号。

3.3 高精度模数转换电路

本电路由高速模数转换芯片ADS8556组成，用以将模拟信号转换为数字信号。通过调整电位器RW1、RW2、和RW3可以微调1.25V，2.5V，3.0V基准电压，通过跳线JP1和JP2可以选择其中一路参考电压和输入信号的范围。例如：跳线JP1跳到×4，JP2选择2.5V，则输入信号的范围为2.5V*4=10V，即±10V。

3.4 先进先出（FIFO）缓冲存储器电路

本电路用于将A/D转换的数据结果进行缓冲存储。并相应的给出“空”，“半满”和“全满”的标志信号。用户在使用过程中可以随时根据这些标志信号的状态以单次或批量的方式读出A/D转换的结果。

3.5 开关量输入输出电路

本卡还提供了各8路的开关量输入以及24路输出信号通道。使用中需注意对这些信号应严格符合TTL 电平规范。

3.6 接口控制逻辑电路

接口控制逻辑电路用来将PC104总线控制逻辑转换成与各种操作相关的控制信号。

4. 接口及安装使用说明

4.1 板卡接口布局

本卡的安装十分简便，在关电情况下，将本卡上的PC104总线连接器正确的插入主机或其它功能板卡的总线连接器中并轻轻压紧。为避免两层板卡上的元器件互相接触造成不可预计的后果，应正确选用适当高度的支柱并在本卡安装完成后将其紧固。

本卡采用的模拟开关是COMS 电路，容易因静电击穿或过流造成损坏，所以在安装或用手触摸本卡时，应事先将人体所带静电荷对地放掉，同时应避免直接用手接触器件管脚，以免损坏器件。

禁止带电插拔本接口卡。本卡跨接选择器较多，使用中应严格按照说明书进行设置操作。设置接口卡开关、跨接套和安装接口带缆时均应在关电状态下进行。

当模入通道不全部使用时，应将不使用的通道就近对地短接，不要使其悬空，以避免造成通道间串扰和损坏通道。

为保证安全及采集精度，应确保系统地线（计算机及外接仪器机壳）接地良好。特别是使用双端输入方式时，为防止外界较大的共模干扰，应注意对信号线进行屏蔽处理。

5. 硬件接口详细说明

5.1 电源输入

图5-1 电源输入接口位置

本卡工作需要单5V 电源，接口在PCB 板位置如图5-1所示。单5V 电源可以由外部接口JP7输入，也可以由PC104总线输入。通过跳线J1进行选择。使用方法见图5-2.

图5-2 电源输入信号选择示意图

5.2 基准信号校准及模拟信号输入范围选择

本卡设置1.25V ，2.5V ，3.0V 共3个基准信号，分别通过RW1，RW2，RW3三个电位器进行校准。模拟信号输入范围通过跳线JP1，JP2共同选择，各接口在PCB 板上位置见图5-3。

JP7 +5V GND JP7信号定义 J1跳线选择

J1 外部输入

J1

PC104输入

J1

图5-3 基准信号调节及选择接口位置

基准信号校准方法：

1.调节电位器RW1，同时用高精度电压表测试TEST1处信号电压，使TEST1处电压稳定到1.25V

2.同样的方法，依次调节RW2，测试TEST2处电压，调节RW3，测试TEST3处的电压，使TEST2处电压稳定到2.5V ，TEST3处电压稳定到

3.0V

模拟信号输入范围选择方法：

通过调节跳线JP1和JP2，选择模拟信号输入范围。跳线连接方法见图5-4，模拟信号输入范围选择方法见表5-1.

图5-4 模拟信号输入范围选择示意图

表5-1 JP1和JP2位置对应模拟信号输入范围

注1：如果输入信号范围为±5V ，建议选择为：JP1(×2）和JP2(2.5V)

JP1 JP1跳线

JP2

2

4

JP2跳线

TEST1

TEST2

TEST3

JP2

JP1