凌华数据采集卡产品选型指南暨应用案例

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A: 汽车点火系统检测
• 用PCI-9812卡采集点火波形并加以分析 卡采集点火波形并加以分析
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根据精度要求选择采集卡
• 用户关心的最小可测电压值 • 输入范围 n 输入范围/2 • 对于小信号，需要选择高增益板卡 对于小信号，
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根据用户的其它要求选择采集卡
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其它传感器
• 目前，越来越多出现了将传感器、变送器结合在一起的 目前，越来越多出现了将传感器、 产品 • 一般输出为电压（0～5V）、电流（0～20mA或4～ 一般输出为电压（ ～ ）、电流（ ～ ）、电流 或 ～ 20mA） ） • 若输出为电压，基本所有采集卡均可选 若输出为电压， • 若输出为电流，必须在输入端并联一精密电阻，建议值 若输出为电流，必须在输入端并联一精密电阻， 250ohm
Timer Logic
Data Buffer PGA AI CH ADC
Voltage Reference
Trim DAC
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Q: CD/DVD 读取头测试
• CD/DVD读取依靠悬臂定位；定位信号来自外部电压信 读取依靠悬臂定位； 读取依靠悬臂定位 号 • 悬臂加上电压后要快速到位，且无振荡 悬臂加上电压后要快速到位， • 要求测量在不同激励模式下悬臂的机械运动情况
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A: 雷达信号采集
雷达为脉冲发射 利用PCI-9812卡 利用 卡 1路20M数字采样 路 数字采样 对回波的包络进行数字化 在屏幕上以极坐标显示 可利用计算机进行各种处理
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– …
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DAQ产品在几个市场的典型应用 DAQ产品在几个市场的典型应用
• 智能交通
– 车载“黑匣子” 车载“黑匣子”
» 动态记录车辆行驶中的各种参数。 动态记录车辆行驶中的各种参数。 » 军用：要求记录点数多、性能高，会采用 军用：要求记录点数多、性能高，会采用PXI平台 采集卡 平台+采集卡 平台 » 民用：性能要求较低，可能有EBC或PC104+的机会 或 民用：性能要求较低，可能有 的机会
– 轨道交通
» 车用控制系统，要求高，双机热备 车用控制系统，要求高， » 行车调度/监控，环境较恶劣，会用cPCI 行车调度 监控，环境较恶劣，会用 监控
– …
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DAQ产品在几个市场的典型应用 DAQ产品在几个市场的典型应用
Q: 炮弹出膛速度测试
• 在炮膛中，炮弹在点火瞬间 在炮膛中， 为静止， 为静止，依靠爆炸产生的推 力逐渐加速， 力逐渐加速，至出膛时速度 最大。 最大。 • 要求测出炮弹在炮膛中运动 过程中的速度—时间曲线 时间曲线。 过程中的速度 时间曲线。
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A：选型
• 低电压输出 → 需要放大
– 最好高增益
• 低灵敏度 → 高分辨率
– PCI-9118HR、PCI-9114系列、PCI-9111HR 、 系列、 系列
• 需要冷端补偿 需要冷端补偿
– PCI-9114系列板载 系列板载CJC 系列板载 – ACLD-8125板载 板载CJC，可配合 板载 ，可配合PCI-9111系列 系列
Leabharlann Baidu
– 其它测试设备
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DAQ-2000系列板卡简介 DAQ-2000系列板卡简介
• • • • 创新的母—子卡架构 创新的母 子卡架构 自动校正功能 A/D、D/A同步进行 、 同步进行 Scatter/Gather DMA
• 可选的方案
– PCI-9114系列 系列 – PCI-9111HR ＋ ACLD-8125
• 最佳方案
– PCI-9114HG
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Q：热电阻应用的特点
RTD 3pt 100
• 精度比热电偶高 • 不需要冷端补偿 • 电阻输出 • 低灵敏度 • 非线性输出，需要线性化 非线性输出， • 2线RTDs接线，简单，但要考虑接线电阻误差 线 接线， 接线 简单， • 3线和 线 RTD 接线，消除了接线电阻误差 线和4线 接线， 线和
如何选择合适的D/A卡 如何选择合适的D/A卡 D/A
• 根据速度选择
– PCI-6208与PCI-6308无时钟控制输出时序，不可用作波形发生器 无时钟控制输出时序， 与 无时钟控制输出时序 – DAQ-25xx系列可用作任意波形发生器 系列可用作任意波形发生器
• 根据精度选择
– PCI-6208：16位，可保证 位 ： 位 可保证14位 – PCI-6308、DAQ-25xx：12位 、 ： 位
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根据采样定理选择采集卡
• 前面所讨论的信号，一般变化缓慢，不涉及采样频率的 前面所讨论的信号，一般变化缓慢， 限制 • Nyquist采样定律：fs>=2*fmax 采样定律： 采样定律
– – – – fs ：采样频率 fmax ：信号最高频率 一般最小为fs>=2.5*fmax 一般最小为 工程上一般取为f 工程上一般取为 s>=6~8*fmax
PCI-9812卡简介 PCI-9812卡简介
• PCI-9812卡 卡
– – – – – – 高达20M采样频率 采样频率 高达 4路同步 路同步A/D转换 路同步 转换 板载32k sample FIFO 板载 Bus Mastering DMA，高达 ，高达80MB/s吞吐率 吞吐率 提供外部时钟输入 灵活的触发选择： 灵活的触发选择：
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如何选择合适的I/O卡 如何选择合适的I/O卡 I/O
• 根据点数（通道数）选择 根据点数（通道数） • 根据信号类型选择： 根据信号类型选择：
– TTL、光电隔离、继电器 、光电隔离、 – 干接、湿接 干接、
• 根据驱动能力选择
DAQ产品在几个市场的典型应用 DAQ产品在几个市场的典型应用
• 电力行业
– 电力录波： 电力录波：
» » » » 传输电过程的“黑匣子” 记录电力的波形，供故障事后分析。 传输电过程的“黑匣子”，记录电力的波形，供故障事后分析。 32/64通道，每通道采样率 通道， 通道 每通道采样率5kHz或10kHz 或 要求同步采集，有些情况下要求外部触发(用 信号作同步) 要求同步采集，有些情况下要求外部触发 用GPS信号作同步 信号作同步 DAQ-2204/2205可以满足要求，其中同步问题可以外接采样 保持电路 可以满足要求， 可以满足要求 其中同步问题可以外接采样/保持电路
• 同步要求
– PCI-9812 – DAQ-20XX – 其它多功能卡 ＋ S&H
• 触发要求
– PCI-9812、DAQ-2000系列 、 系列
» Pre、Post、Middle、Delay 、 、 、
– PCI-9118
» About
– PCI-9111
» Pre
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凌华数据采集卡
产品选型指南暨应用案例
张斌 北京凌华技术支持部 http://www.adlinkchina.com.cn http://www.adlinktech.com
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摘要
• • • • • 数据采集卡选型指南 数据采集产品在几个市场的典型应用 PCI-9812典型应用 典型应用 PCI-7300A典型应用 典型应用 其它应用
A: 炮弹出膛速度测试
• 采用 采用PCI-9812卡，利用点火 卡 信号作为触发源 • 利用微波信号的 利用微波信号的Doppler频移 频移 测速度 • 20M采样频率，对结果进行动 采样频率， 采样频率 窗FFT分析 分析
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A：选型
• 电阻输出 → 需要电流源 电阻输出 • 低灵敏度 → 高分辨率 • 可选方案
– PCI-6208A + PCI-9111HR（9114、9118HR） （ 、 ）
• 最佳方案
– 仍然建议选用 仍然建议选用ND-6013
– 光电隔离 光电隔离DO驱动能力较强 驱动能力较强 – PCI-7396/7348
• 根据速度选择
– 只有PCI-7300与PCI-7200时序由时钟控制 只有 与 时序由时钟控制 – PCI-7200稳定的数据流量为 稳定的数据流量为1MB/s 稳定的数据流量为
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Q：热电偶应用的特点
Thermocouple
• 价格较低，坚固 价格较低， • 可承受高温 • 可迅速感知温度的快速变化 • 低电压输出 • 低灵敏度 • 需要冷端补偿
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• 自动测试 自动测试(ATE)
– 军用 军用ATE系统 系统
» 要求高，一般用 要求高，一般用VXI或PXI实现 或 实现 » 会用到继电器阵卡、开关卡 会用到继电器阵卡、 » 任意波形发生器卡、数字存储示波器卡 任意波形发生器卡、
– 芯片测试系统
» 目前国内集中在 寸晶元厂，生产低集成度简单 目前国内集中在6寸晶元厂 生产低集成度简单IC 寸晶元厂， » IO卡配合低速采集卡 卡配合低速采集卡
Q: 汽车点火系统检测
• 目前汽车越来越普及，对汽车维修设备的要求日益增加 目前汽车越来越普及， • 汽车的发动机是心脏，而点火系统是最易出问题，也是 汽车的发动机是心脏，而点火系统是最易出问题， 最难判断的地方 • 要求对点火波形进行采集，并利用计算机加以分析，帮 要求对点火波形进行采集，并利用计算机加以分析， 助判断问题所在
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A: CD/DVD 读取头测试
频谱分析软件
激光Doppler 激光 干涉仪
振动器
A/D D/A
DAQ-2010
正弦波
测量CD读取头的系统动态响应 测量 读取头的系统动态响应
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如何选择合适的A/D卡 如何选择合适的A/D卡 A/D
• 根据传感器选择
– 热电偶、热电阻…… 热电偶、热电阻
• 根据采样定理选择
– fs>=2*fmax
• 根据精度要求选择 • 根据用户的其它要求选择
– 同步？触发？ 同步？触发？
» 后触发、预触发、中触发、延迟触发 后触发、预触发、中触发、
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Q: 雷达信号采集
• 传统雷达把回波强度直接转换成 图像进行显示 • 问题： 问题：
– 无法实现自动识别 – 无法实时存储数据 – 无法进行进一步处理
• 要求将雷达信号直接数字化，利 要求将雷达信号直接数字化， 用计算机进行处理、 用计算机进行处理、分析