数据采集卡的ad接口（学霸笔记如何选择合适的DAQ）

在选择DAQ设备时，你有没有考虑过这些影响因素?

——组成结构和坚固性的选择将决定系统适用的场景，比如是受控的实验室还是难以预测的现场。

——所选择的总线不仅可以决定DAQ系统的吞吐量和延迟，还可以决定测量设备的便携性。

今天，我们就系统地梳理下为测量应用选择合适的总线和组成结构时，需要考虑的6️⃣大技术因素。Ps：本文摘自NI专家亲自编写的实用手册，一起来看看“学霸笔记”吧。

01此总线需要处理的数据量有多大？

所有PC总线在一定时间内可传输的数据量都是有限的。这种限制称为总线带宽，单位通常是兆字节每秒(MB/s)。如果动态波形测量对于应用十分重要，务必使用带宽足够的总线。

根据您选择的总线，总带宽可以在多个设备之间共享，也可以专用于特定设备。例如，PCI总线的理论带宽为132 MB/s，由计算机的所有PCI板卡共享。千兆以太网提供125 MB/s的带宽，由子网或网络的设备共享。提供专用带宽的总线(如PCI Express和PXI Express)可为每台设备提供最大数据吞吐量。

进行波形测量时，需要根据信号变化的速度达到特定采样率和分辨率。每次采样的字节数(下一个字节取整)乘以采样速度，再乘以通道数，即可得出所需的最小带宽。

例如，在四个通道上以4 MS/s的速度采样的16位设备(2字节)将是：

您的总线带宽需要能够支持数据采集的速度，需要注意的是，系统的实际带宽往往低于理论上的最高总线带宽。系统的实际带宽，取决于系统中的设备数量以及占用总线带宽的额外开销。如需在多个通道上传输大量高分辨率数据，在选择DAQ总线时，带宽可能是最重要的考量因素。

02我对单点I/O有何要求？

需要单点读写的应用往往需要实时且持续地更新I/O值。基于总线架构的软硬件实现方式，单点I/O需求可能是您选择总线的决定性因素。例如，对于比例积分微分(PID)控制系统，单点I/O非常重要，而且总线延迟会直接影响控制回路的最快速度。

总线延迟反映了I/O的响应速度，指的是调用驱动程序软件函数与更新I/O实际硬件值之间的时间延迟。根据所选择总线的不同，延迟从<1 μs到数ms不等。

单点I/O应用的另一个重要因素是确定性，衡量的是I/O按时执行的持续性。确定性对于控制应用十分重要，因为它直接影响控制回路的稳定性。

ps：本文摘自《如何选择合适的DAQ设备：总线和组成结构》手册，这是测量系统构建指南的重要章节。详细内容，请点击阅读原文查看完整版手册。

03该系统需达到何种便携程度？

便携式计算为基于PC的数据采集带来了新的创新方式。便携性很容易成为选择某一种总线的主要原因。例如，车载DAQ应用得益于结构紧凑以及方便携带的硬件。

USB和以太网等外部总线可实现快速硬件安装，并且与笔记本电脑兼容，因此特别适用于便携式DAQ系统。通过USB端口供电的总线供电型USB设备可提供更多的便利，因为它们并不需要单独的电源。

04计算机距离测量对象有多远？

在不同的应用中，需要测量的物体和计算机之间的距离各不相同。为了达到卓越的信号完整性和测量准确度，DAQ硬件应该放置在尽可能靠近信号源的位置。

使用很长的线缆进行跨桥梁或车间布线不仅成本昂贵，而且还可能会导致信号嘈杂。可解决此问题的一种方案是使用便携式计算平台，将整个系统移动到更靠近信号源的地方。借助无线通讯技术，计算机和测量硬件之间不需要进行物理连接，且可以采取分布式测量，将数据发回到一个集中地点。

05系统需要达到何种坚固程度？

现在，需要走出实验室环境进行的测试越来越多，因此选择DAQ设备时，需要考虑DAQ系统所处的环境，并确保DAQ系统能够适用于这类环境。查看工作温度以及冲击和振动等级：对于极端环境，需要考虑进入防护(IP)等级，该等级表示的是设备的防尘和防水等级。例如，FieldDAQ设备的IP等级为IP65和IP67，这意味着设备具有防尘、防喷水和防水浸的能力。

06我是否需要同步多个设备？

许多测量系统都有复杂的同步需求，比如同步数百个输入通道或者同步不同类型的仪器。例如，激励-响应系统可能要求多个输出通道共享相同的采样时钟，并将启动触发器作为输入通道，以便关联I/O并更好地分析结果。

不同总线上的DAQ设备可提供不同的方式来实现这一点。同步技术通常可分为两种类型：基于信号或基于时间。

基于信号的技术可在设备之间提供最紧密的同步，基于时间的同步技术可简化设备之间的同步。手册中对这部分内容有详细的介绍，实不相瞒，手册中还有很多关于仪器的选择方法的介绍，请点击阅读原文下载手册完整版。

根据前面概述的这些问题，下表展示了最常见的DAQ总线的选型指南。

基于应用需求进行NI产品总线选型

怎么为基于PC的系统选择合适的DAQ总线呢？可供选择的总线和组成结构有许多，本部分重点介绍的是为基于PC的系统选择合适的总线：

• PCI和PCI Express

• USB总线

• PXI和PXI Express

• 以太网总线

这些NI DAQ产品使用了多种总线和架构，包括PXIe、PCIe、USB和以太网