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数据采集卡设计

lobster
on Sep 16, 2014

1.概述（定位）

    开发一款数据采集卡，用于模拟电压高速采集，解决目前高频模拟信号采集的瓶颈；同时板卡还包括模拟电压输出、数字I/O输出和数字I/O采集功能。

    板卡通过PCI总线和PC机连接，采集到的数据送到上位机进行分析、处理，将结果通过窗口显示给用户。

2.需求（功能）    

1） 数据采集

  1. 单端2路
  2. 12位AD精度，1MS/s单通道，500KS/s双通道
  3. AD量程：±10V、±5V、0~5V、0~10V
  4. AD缓存：4K字节FIFO存储器
  5. 触发方式：数字量触发，模拟量触发

2） 模拟输出

  1. 独立2路
  2. 12位DA精度，100KS/s更新率
  3. 输出电压：0~5V
  4. 触发方式：数字量触发

3） 数字量输出

  1. 独立2路
  2. 5V/TTL电平
  3. 频率：0~1MHZ，占空比：0~100%

4） 数字量采集

  1. 独立4路
  2. 频率：0~1MHZ，占空比：0~100%

5）  软件功能

  1. 驱动开发，满足windows xp和win7 32位系统要求
  2. 上位机开发
    1. 正常进行数据通讯
    2. 对数据进行处理，并通过窗口显示采集波形
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  • 0 on Sep 16, 2014 5:02 PM

        本方案选用ADI的DAC芯片AD7940，AD7940 是一款14位、快速、低功耗、逐次逼近型ADC，采用2.50 V至5.5 V 单电源供电，最高吞吐速率可达100 KSPS。该器件内置一个低噪声、宽带宽采样保持放大器，可处理7 MHz以上的输入频率。

        通过将波形的数据存储于FPGA内部ROM中，然后调用ROM中的数据，输出需要的波形。AD7940后面采用继电器和运放电路，产生电压、电流可变换输出。

        数字量信号输入首先经过光耦隔离后，经过比较器后输入至FPGA直接采集。

        光耦需选择高速、低开关延迟，比较器应选择高反转速度型。

           FPGA输出占空比、频率可调的PWM波形输出，通过比较器，经过光耦隔离后输出。

        光耦需选择高速、低开关延迟，比较器应选择高反转速度型。

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  • 0 on Sep 16, 2014 5:02 PM

        本方案选用ADI的DAC芯片AD7940，AD7940 是一款14位、快速、低功耗、逐次逼近型ADC，采用2.50 V至5.5 V 单电源供电，最高吞吐速率可达100 KSPS。该器件内置一个低噪声、宽带宽采样保持放大器，可处理7 MHz以上的输入频率。

        通过将波形的数据存储于FPGA内部ROM中，然后调用ROM中的数据，输出需要的波形。AD7940后面采用继电器和运放电路，产生电压、电流可变换输出。

        数字量信号输入首先经过光耦隔离后，经过比较器后输入至FPGA直接采集。

        光耦需选择高速、低开关延迟，比较器应选择高反转速度型。

           FPGA输出占空比、频率可调的PWM波形输出，通过比较器，经过光耦隔离后输出。

        光耦需选择高速、低开关延迟，比较器应选择高反转速度型。

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