高速数据采集卡
高速数据采集卡的信号处理功能
高速数据采集卡的信号处理功能高速数据采集卡的信号处理高速数据采集卡可以实现精确的，高分辨率的数据采集，并传输到主机上。
在高速数据采集卡和主机上的应用信号处理函数，可以对获取信号进行增强处理，或者通过简单测量抽取最有用的信息。
现代高速数据采集卡支持软件，像坤驰科技公司代理的Spectrum的Sbench6 和很多第三方程序，吸收了很多信号处理的功能。
这其中包括波形运算，积分，boxcar平均，快速傅里叶变换FFT，前置滤波功能，和直方图。
这个应用笔记将研究所有这些功能并且提供这些工具均有应用的典型的范例。
模拟计算（波形运算）模拟计算包括对获取波形的加法，减法，乘法和除法。
在数据上应用这些函数是为了提高信号的质量，或者导出备选函数。
举一个例子就是用减法将差分组件和一个差动波形结合产生的共模噪声和收集的减少的值。
另一个例子是用电流和电压波形的乘积来计算瞬时功率。
在样品波形上通过样品基础应用每一个算术函数。
这是假设连结起来的波形都有相同的记录长度。
图表1显示了使用软件为模拟计算所做的相关配置。
在需要的信号源通道上右击会弹出选择框。
选择“计算”会打开计算的选择栏，信号计算，信号转换，和信号平均。
信号计算的一种选择可提供路径到傅里叶变换，直方图，滤波和其它的一些功能。
如果选择模拟计算，计算对话框就会弹出以允许对所需要的运算算法进行设置。
在这个例子中，两个输入信号被相加。
其他的一些选项如减法，加法和除法。
类似的选择路径能够引出其他的一些可讨论的信号处理函数。
第一个应用波形算法解决实际问题的例子就是从另一个信号里面减掉另一个信号成分来估计差分信号。
如图标2所示。
差分信号通常被用来提高信号的完整性。
表2中例子里一个1MHZ的时钟信号中“P”和“N”成分（在右手边面板里显示的）是用减法来运算结合起来的。
所产生的差分信号在左边网格里显示。
左侧中心的信息面板用参数来测量峰峰值和每种波形的平均值。
要注意差分信号有两倍的峰峰值幅度和一个接近零的平均值。
高速模拟量输入数据采集卡
支持的操作系统 Windows 98/2000/NT/XP/Linux
推荐软件 VB/VC++/BCB/DelphiCVI, Mathlab
驱动支持 用于Windows98/2000/NT/XP的DLL
概述
PCI-3160是一个低成本的高速数据采集卡，板上集成16M(64MB可选)和32位143MHz的DSP处理器,提供足够长的模拟信号数据绝无数据 丢失。提供4个同步模拟信号输入端口，和宽电压输入范围。PCI-3160是理想的通讯应用比如:通讯数据分析。40MS/s采样率,在板的RAM和 DSP处理可以作为理想的无数据丢失的记录仪。具有12位的精度，高速数据采集，灵活的触发方式，是高速数据采集的理想产品。在板的DSP 处理器可预处理密集的数据，比如:FFTs和数据过滤，释放主机作为更高级的算法和控制。外部的时钟和触发特点允许多块卡在同一个系统主机 下。PCI-3160是PCI的Plug-and-Play,数字自动校准技术，板上没有跳线和电位器。
PCI 高速模拟量输入数据采集卡
PCI-3160
4通道40MHz同步模拟量输入数据采集卡
特性
4通道模拟量输入 每通道40 MS/s A/D转换 12 Bit A/D 分辨率 16 MB 缓存 模拟量，数字量，软件触发方式 在板DDS提供1Hz的采样时钟 16通道数字量DIO，任意选择输入输出 2路计数器/定时器 143MHz,32位的DSP处理器
级别:256个台阶 斜坡:+ or 外部:±4V, 100kΩ Zin, 50 ns min脉冲带宽 采样速率：内部时钟: 10k to 40MS/s(1Hz精度)单通道
10k to 20MS/s(1Hz精度)双通道 10k to 10MS/s(1Hz精度)满通道 软件控制 独立的输出时钟 外部时钟: >=4x采样速率输入或输出100kΩ Zin,80MHz最大 存储器：16MB（64MB可选) PCI:32bit,33 MHz总线连续控制,全速80MB/s到PC存储器
pcie高速采集卡的采样原理
pcie高速采集卡的采样原理
PCIe高速采集卡（PCIe high-speed acquisition card）是一种用于数据采集和信号处理的硬件设备，它通过PCI Express（PCIe）接口与计算机连接。
采集卡的采样原理可以概括为以下几个步骤：
1. 时钟同步：采集卡首先需要与输入信号进行时钟同步，以确保准确的采样。
一般情况下，采集卡会使用自己的时钟源或者外部的参考时钟来与输入信号进行同步。
2. 信号采样：一旦时钟同步完成，采集卡就开始对输入信号进行采样。
采样过程中，采集卡会按照一定的采样率（即每秒采样的次数）将输入信号离散化为数字信号。
采集卡上的模数转换器（ADC）负责将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
3. 数据传输：采集卡将采样到的数字信号通过PCIe接口传输给计算机。
PCIe接口提供了高速的数据传输通道，能够满足高速数据采集的需求。
传输过程中，采集卡会将采样数据打包成数据包，并通过PCIe总线发送给计算机。
4. 数据处理：计算机接收到采集卡传输的数据后，可以使用相应的软件对数据进行处理和分析。
这些软件可以根据具体的应用需求，对数据进行滤波、频谱分析、数据压缩等操作，以提取所需的信息。
需要注意的是，采集卡的采样原理会因具体的硬件设计而有所差异，不同的采集卡可能会采用不同的ADC芯片、时钟同步方式和数据处理算法等。
因此，在具体应用中，需要根据采集卡的规格和说明书来了解其采样原理和技术特点。
同步高速PCI数据采集卡,2通道同步,每通道150M采样频率。
Delay-Trigger N
Pre-Trigger M
Middle-Trigger
Post-Trigger
Digital M
N N
-trigger N
（一）、后触发采集
10
阿尔泰科技发展有限公司
触发事件 开始采集 启动采集
触发信号
数据
采集结束 开始传输数据
时间
N个数据
如上图，后触发采集是在开始采集后，等待触发事件发生，启动采集，采集完规定的数据量后停止采集。
模拟通道CH1 模拟通道CH2
模拟触 发电路
触 发 模拟触发 源 复 用 器
TRG
Interfac e Trigger bus
触发 选择
内部电路
二、触发模式 PCI8552 支持多种触发模式：后触发、预触发、中间触发、硬件延时触发。
+trigger
-trigger Analog
+trigger Tgger Event
AUX_TRGI
未用
5
PCI8552 高速数字化仪硬件使用说明书
第三章 各种信号的连接方式
第一节、AD 模拟量输入信号连接方式
第二节、外时钟输入信号连接方式
版本 6.00.00
第三节、ATR 模拟量外触发信号连接方式
注：ATR 从 AI0～AI1 的任一通道输入。 第四节、DTR 数字量外触发信号连接方式
第二节、AD 模拟量输入功能
注：括号中的单词为软件中的 AD 参数 ◆ 输入量程：±5V、±1V ◆ 转换精度：12 位(Bit)
◆ 采样频率(Frequency)：最高 150MHz 注释：各通道实际采样速率=采样速率（同步采集） ◆ 物理通道数：2 通道同步 ◆ 模拟量输入方式：单端模拟输入 ◆ 数据读取方式：DMA 方式 ◆ 存储器深度：2GB 的 RAM 存储器 ◆ 每通道存储深度：1GB ◆ 时钟源选择（OutClockSource）：内时钟、外时钟 ◆ 触发模式（TriggerMode）：中间触发、后触发、预触发、硬件延时触发 ◆ 触发源(TriggerSource)：软件触发，ATR 触发、DTR 触发、Trigger 信号触发 ◆ 触发方向：下降沿触发、上升沿触发、上下边沿均触发 ◆ 触发电平（TrigLevelVolt）：由输入量程决定 ◆ 模拟量触发源(ATR）输入源：从 AI0～AI1 的任一通道输入 ◆ 模拟量触发源(ATR）输入范围：触发电平可按 12 位精度计算，具体请参考《ATR模拟触发功能》 ◆ 触发源 DTR 输入范围：标准 TTL 电平 ◆ 耦合方式：直流、交流 ◆ 软件自动校准 ◆ 外时钟的范围为 40M～150MHz，幅值为 2Vpp ◆ 模拟输入阻抗：1MΩ(另可选 50Ω) ◆ 工作温度范围：0℃ ～ +50℃ ◆ 存储温度范围：-20℃ ～ +70℃
QNX6下PXI高速数据采集卡驱动程序开发
ｄ ｖ ｌｐ ｔ ｅｄ ｉｅ ｆＰＸＩ ｈｇ －ｐ ｅ ａａ ａ ｑ ｉｉｉｎ ｉ ｅ ｅｏ ｈ ｒｖ ｒ ｏ ｉｈ ｓ ｅｄ ｄ ｔ ｃ ｕｓｔ ｎ ＱＮＸ６ ＱＮＸ６ ｓ ａ ｒ ａ—ｉ ｏ ． ｉ ｅ ｌ ｍｅ ＯＳ Ｔｈｅａ ｃ ｉ ｃｕ ｅ ｏ ｈ ｔ ｒｈｔ ｔｒ ｆｔ ｅ ｅ
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ＥＴＮ ＭＳ量技Ｔ ＮＯ ＬＲＩ 子ＵＭＴＥ ０Ｇ Ｅ ０电 ＡＲ［ Ｃ Ｌ Ｃ ＣＥ ＥＮ术Ｈ Ｙ 测Ｅ
第０１ ２年１ ０ 月 ３第 １ 期 ３ 卷
ＱＮＸ 发
侯轶 宸 苗克坚
（ 西北工业大学计算机 学院测控 系统体 系结构教研 室 摘 西安 ７０２） １ １ ９
Ｔｈ ｉ ｈ ｓ ｅ ｄ ｄ ｔ ｃ ｕ ｓｔ ｎ ｓ ｓ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｅ ｌ ｉ ｅ ｒ ｑ ｉｅ ｎ ｆｔ ｅ ｔ ｓ ｅ ｉｅ ｉ ｖａ ｉｎ ａ ｅ ． ｅ ｈ ｇ － ｐ ｅ ａ ａ ａ ｑ ｉ ｉ ｏ ｙ ｔ ｍ ｅ ｓｔ ｅ ｒ ａ－ ｍ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔｏ ｈ ｅ ｔｄ ｖ ｃ ｎ ａ ｉｔｏ ｒ ａ ｉ ｔ
Ｋｅｗ ｒｓ ＸＩＱＮＸ ；ｅｏ ｒ ｅ ｎ ｇ ｒ ｄ ｖｃ ｒ ｅ ｙ ｏ ｄ ：Ｐ ； ６ ｒｓ ｕ ｃ ａ ｅ ； ｅ ｉ ｄ ｉ ｒ ｍａ ｅ ｖ
０ 引
言
两个基 本原 则来 实 现 的。 目前 很 多 Ｐ 的 外 围设 备 不具 ＸＩ
数据 采集 是从 传 感 器 和 其 他 待 测 设 备 等 模 拟 和 数 字 被测 单元 中 自动 采集 非 电量 和 电量 信 号 ， 到 上位 机 中进 送 行分 析处 理 。数 据采 集 系统 是 结 合 基 于 计 算 机 或 者 其 他
ｓ ｅ ｄ ｄ ｔ ｃ ｕｓｔ ｎ．ｙ ｔｍ． Ｏｎ ｔ ａ ｉ ｆｔ ｉ，ｗｅ ｆｃ ｓｏ ｏ ｔ ｅ ｅｏ ｅ ｄ ｉｅ ｆＰ ｉｈ ｓ ｅｄ ｄ ｔ ｐ ｅ ａａ ａ ｑ ｉｉｏ ｓ ｓｅ ｉ ｈｅｂ ｓｓ ｏ ｈｓ ｏ ｕ ｎ ｈ ｗ ｏ ｄ ｖ ｌｐ ｔ ｒｖ ｒ ｏ ＸＩｈｇ －ｐ ｅ ａ ａ ｈ
基于PCIe总线的高速数据采集卡设计与实现
ｄｅｓｉｇｎ，ｈａｒｄｗａｒｅ
ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ
ｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｃａｒｄ ｔｒａｎｓｆｅｒ
ｓｔａｔｅ
ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｍａｉｎｌｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ ＤＭＡ ｄａｔａ
模拟输入信号１ 模拟输入信号２
需要进行灵活的配置，并且ＰＣＩｅ高带宽优势明显。 本设计使用Ａｈｅｒａ公司Ｃｙｃｌｏｎｅ ＩＶ ＧＸ系列的ＦＰ— ＧＡ芯片ＥＰ４ＣＧＸ３０ＣＦ２３Ｃ８。该芯片集成了ＰＣＩｅ ＩＰ 硬核模块，实现×４通道的ＰＣＩｅ接口。ＩＰ核采用分层 结构，即分别为物理层、数据链路层、传输层和用户应
１
收稿日期：２０１２—０６—０１ 基金项目：辽宁省教育厅高校科研计划项目（ＬＳ２０１００３２）；中央 高校基本科研业务费专项资金资助（ＤＵＴ １０ＪＲｌ４） 作者简介：李木国（１９５３一），男，辽宁庄河人，教授，主要研究方 向为网络运动控制、图像测量等；黄影（１９８７一），女，吉林松原 人，硕士，主要研究方向为数据采集接口技术。
３．２
… ～一
３２－ｂｉｔ中断服务０ｘ２为允许ＰＣＩｅ产生中断；０ｘ３为ＤＭＡ 寄存器 传输结束中断
。如８誓盏甚鬻输寄存器每传送一个双字地址自删Ⅱ４
～～
。．
３２一ｂｉｔ
ＤＭＡ传输每传送一个双字自动减４，直到减为０，
ＭＢ
字节寄存器ＤＭＡ传送一次最多为２
… …～
３２－ｂｉｔ
ＤＭＡ传输ＯｘＯｌ：ＤＭＡ读操作（Ｐｃ机到ＦＰＧＡ端）； Ｏｘｌ００：ＤＭＡ写操作（ＦＰＧＡ端到Ｐｃ机）
发挥ＰＣＩｅ高带宽的优势，在ＦＰＧＡ内部开辟了深度为 １２８ ＫＢ的ＦＩＦＯ缓存空间用于缓存Ａ／Ｄ采集的数据， 上位机获得数据时可以通过ＤＭＡ方式传输。 本文所设计的采集卡的关键技术集中在ＰＣＩｅ的 ＤＭＡ实现上，本节将讨论ＰＣＩｅ传输时数据包的ＴＬＰ 结构以及基于ＦＰＧＡ实现的ＰＣＩｅ的ＤＭＡ写操作核心 状态机的设计与实现。
Xilinx Artix-7系列FPGA 高速采集卡中文资料
Xilinx Artix-7系列FPGA 高速采集卡中文资料双通道250MSPS*12Bit高速高精度ADC，一路175MSPS*12Bit高速高精度DAC，满足多种数据采集需求；支持PCI Express 2.0标准，提供PCIe x2高速数据传输接口，单通道通信速率可高达5GBaud；FPGA芯片XC7A35/50/75/100T可选，DDR3-1333 256MB/512MB可选，NOR FLASH 256Mb；支持千兆高速网口及I2C等常见接口，拓展能力强；配有板卡原理图和丰富的开发例程，入门简单。
图1 TL-A7HSAD采集卡图2TL-A7HSAD采集卡接口1图3TL-A7HSAD采集卡接口2图4TL-A7HSAD采集卡接口3图5TL-A7HSAD采集卡接口4TL-A7HSAD是一款由广州创龙基于Xilinx Artix-7系列FPGA自主研发的高速数据采集卡，可配套广州创龙TMS320C6655、TMS320C6657、TMS320C6678开发板使用。
该采集卡包含一个双通道250MSPS*12Bit的高速高精度ADC及一个175MSPS*12Bit 高速高精度DAC，配备Xilinx Artix-7系列FPGA可进行高速数据转换和时序控制。
TL-A7HSAD高速数据采集卡完全支持PCI Express 2.0标准，提供工业级高速数据传输PCIe x2接口，串行高速输入输出SRIO总线通过HDMI接口提供稳定、可靠的高速传输能力.1典型运用领域✓高速数据采集处理系统✓高端图像处理设备✓高端音视频数据处理✓通信系统✓高精度仪器仪表✓高端数控系统2软硬件参数硬件参数图6TL-A7HSAD采集卡硬件框图图7 采集卡硬件资源图解1图8 采集卡硬件资源图解2表1CPU Xilinx Artix-7 XC7A35/50/75/100T FPGARAM 256Mbit NOR FLASHROM 2x 128M/256MByte DDR3EEPROM 2Kbit网络1x Ethernet，10/100/1000M自适应LED2x 供电指示灯3x 可编程指示灯按键2x 复位按键（FULL RESET、PROGRAM RESET）2x 用户可编程按键ADC 双通道，1.8Vp-p，12bit，最高250MHz采样率，LVDS信号输出DAC 175MHz，12bit，最大输出电流5mAXADC 双通道，12bit，1MHz，1.25Vp-p拓展IO 1x SRIO TX，1x SRIO RX，2通道，单通道最高速率5GBaud，HDMI座1x （PCIe x2）2x 48pin欧式连接器，GPIO拓展1x I2C，HDMI座仿真器接口1x 14pin TI Rev B JTAG接口，间距2.54mm启动方式1x 2bit启动方式选择拨码开关串口1x UART，Micro USB接口，提供4针TTL电平测试端口电源开关1x 电源拨码开关电源接口1x 12V 2A直流输入DC417电源接口，外径4.4mm，内径1.65mm 软件参数表 2Vivado版本号2015.23开发资料●采集卡原理图、入门教程、丰富的Demo程序；●完整的软件开发包，以及配套的C66x DSP系统开发文档。
高速信号采集板卡
高速信号采集板卡——从10MS/s到10GS/s采样率范围坤驰科技将于近期发布PCIe 250MS/s, 500MS/s, 1GS/s, 2.5GS/s, 5GS/s采样率高速信号采集板卡！模拟带宽可达3GHz，总线传输速率可达3GB/s。
高速信号采集板卡用于应用于宽带信号采集与处理，与SATA阵列、Flash存储卡可以组建采集存储系统，与GPU可以组建实时信号处理系统。
应用于超声、雷达、无线通信、软件无线电、电子对抗、电子侦察、卫星导航、复杂电磁环境模拟信号的高速采集、分析、记录、存储和数据回放。
M4i系列在采样率和分辨率方面都是最出色的。
PCIe×8 Gen2 接口提非常优秀的数据流模式。
拥有独立ADC的双通道或者四通道提供14bit和16bit分辨率，将满足高质量的信号采集需求。
M4i家族包括：AD数据采集卡M4i.4451-×8: 4通道500MS/s/ch 16bit PCIe高速信号采集板卡M4i.4450-×8: 2通道500MS/s/ch 16bit PCIe高速信号采集板卡M4i.4421-×8: 4通道250MS/s/ch 16bit PCIe高速信号采集板卡M4i.4420-×8: 2通道250MS/s/ch 16bit PCIe高速信号采集板卡M4i.4411-×8: 4通道130MS/s/ch 16bit PCIe高速信号采集板卡M4i.4410-×8: 2通道130MS/s/ch 16bit PCIe高速信号采集板卡QT系列是基于V6 FPGA设计的PCIeX8高速数据采集卡，具有有出色的动态特性，采样率指标从250MS/s到5GS/s,精度从8bit到16bit，支持FPGA开发。
QT1138 250Msps 16bit PCI Express Gen2 高速数字化仪，最高8通道，2GB板上内存QT1135500Msps 14bit PCI Express Gen2 高速数字化仪，最高4通道，2GB板上内存QT1130 1GSPS 采样率；12bit分辨率；4通道；2GHz 模拟输入带宽；板载4GB DDR3；FPGA开放QT1125 2.5 GSPS 采样率；10bit分辨率；2通道；1.5 GHz 模拟输入带宽；板载4GB DDR3；QT1120 5 GSPS 采样率；10bit分辨率；1通道；1.5 GHz 模拟输入带宽；板载4GB DDR3；FPGA开放应用领域：●激光脉冲●卫星通信●软件无线电●电子对抗●高能物理●高速信号采集与处理。
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高速数据采集卡5GSPS 10bit 5GSPS 10bit高速数据采集卡主要应用于雷达、通信、电子对抗、高能物理、质谱分析、超声等高科技领域。
西安慕雷电子在高速数据采集卡研发及系统应用领域拥有十多年经验，2013年底发布了5GSPS 10bit高速数据采集卡MR-HA-5G，采集记录存储带宽高达6000MB/S。
高速数据采集卡MR-HA-5G及记录存储系统的成功发布代表西安慕雷电子在高速数据采集记录存储回放领域再一次登上技术巅峰。
图一高速数据采集卡MR-HA-5G
高速数据采集卡MR-HA-5G模块参数：
●输入接口：
连接器：SMA；
输入方式：AC耦合；
通道数量：单通道、2通道、4通道。
●AFE模块：
高速数据采集卡中的信号调理模块一般采用衰减、滤波及程控增益放大器等对信号进行处理，高速数据采集卡MR-HA-5G采用信号直通AD模式，减少前端调理对高速数据采集卡动态性能影响。
图二高速数据采集卡MR-HA-5G
高速数据采集卡的ADC芯片采用E2V公司的EV10AQ190A，最高达5GSPS 采样，模拟带宽3GHZ。
图三高速数据采集卡MR-HA-5G频率响应
●时钟管理模块：
高速数据采集卡MR-HA-5G可选择外时钟、内时钟或参考时钟
●FPGA模块：
XILINX或ALTERA的FPGA芯片广泛用于高速数据采集卡中。
FPGA模块开放编程是高速数据采集卡的必备能力。
高速数据采集卡MR-HA-5G采用ALTERA STRATIX5系列高性能FPGA。
图四高速数据采集卡MR-HA-5G
●DDR模块：
高速数据采集卡一般都会配有DDR缓存，存储采集过程中的数据。
根据采集数据量和速度，容量有：512M、1G、2G、4G等。
高速数据采集卡MR-HA-5G 配置有16GB DDR3。
高速数据采集卡将板载内存虚拟为FIFO，允许采集数据由缓冲后连续不断地通过总线传输到主机内存或硬盘中。
该模式特点就是高速、大量、实时记录时间达数小时。
记录时间取决于存储介质的容量。
图五高速数据采集卡MR-HA-5G
●存储记录：
高速数据采集卡MR-HA-5G输出采用PCIe GEN3.0 8LANE，传输带宽高达6000MB/S，配以西安慕雷电子为高速数据采集记录系统定制的顶级高速固态磁盘阵列，可长达数小时持续不间断采集记录信号。
高速数据采集卡高速数据存储技术及记录系统已广泛应用于复杂环境电磁信号采集记录存储、电子侦察、卫星导航、雷达信号高速数据记录存储等国防科研领域。
图六高速数据采集系统MR-HA-5G
西安慕雷电子发布全球顶级高速数据采集卡及超宽带高速采集记录回放系统。
作为顶尖的高速数据采集卡生产商及系统研发集成商，同时也是多家国际一流高速数据采集卡厂商的合作伙伴，我们提供国际顶级高速数据采集卡、任意波形发生回放卡及相关超宽带高速采集记录存储系统。
产品主要应用于雷达，通信，生物医学，超声无损检测，分布式光纤测试，质谱，高能物理，高压局放监控等领域。