基于LabVIEW 語言的信號采集與處理

　　2 PCI-1714 數據采集卡

　　Advantech 公司的PCI-1714 是一款PCI 接口的高速4 通道同步數據采集卡， 可用于高速數據采集應用，性價比較高，適用于儀器測試、圖像處理、視頻數字化處理及聲音與振動測試等領域。

　　PCI-1714 是高速、高分辨力、高容量的PCI 數據采集卡， 配備4 組模擬輸入端， 具備同步采集功能。其特性可歸納為：a）內含4 個獨立ADC（模數轉換器），可使4 個信道同步取樣，當4 組模擬輸入同時使用時，采樣頻率理論最高可達30 MS/s。b）每路ADC 內建32 K FIFO 內存，使用者在高速采樣時有足夠緩沖區可供暫存， 以維持數據采集速度及完整性。c）提供多種輸入范圍，包含±5 V、±2.5 V、±1 V、±0.5 V 等， 使用者通過工具程序即可輕松完成設定。d） 高達6 種觸發模式， 包含軟件觸發、Pacer、Post-Trigger、Pre-Trigger、Delay-Trigger 及About-Trigger 觸發方式，方便客戶按需求自行設定。

　　基于PCI-1714 的通用高速數據采集系統結構如圖2 所示。

圖2 基于PCI-1714 的高速數據采集系統結構框圖。

　　將需監測的現場信號經濾波器濾波后送入PCI-1714 板卡， 卡上A / D 轉換器對信號進行高速模數轉換。轉換數據首先暫存在板卡的32 K 板載FIFO （先入先出） 中， 當FIFO 半滿或全滿時，向DMA（動態內存存取）控制器發送DMA 請求，使用直接內存存取方式，經PCI（外設組件互連）總線將數據從FIFO 輸出到內部緩沖區中，PCI 總線傳輸帶寬很寬， 可以滿足4 通道高速同步采樣時所帶來的高速數據傳輸要求。

　　內部緩沖區作為高速數據采集系統的海量緩存，它與用戶緩沖區一樣，都是數據采集程序動態分配給驅動程序使用的兩塊內存區域， 區別在于內部緩沖區存放的是從FIFO 取來的原始值， 用戶緩沖區存放的是經轉換之后的電壓值。

　　在進行長時間高速數據采集時，PCI-1714 多采用循環方式。在此方式下，啟動一次采集過程能進行無數次的A / D 轉換。此時內部緩沖區分成前后對等的兩個半區使用，當前半區填滿后，將此半區的數據向用戶緩沖區傳送， 同時將新轉換的數據放在內部緩沖區的后半部分。當后半區填滿后，此半區數據向用戶緩沖區傳送。同時自動將新轉換的數據放到早已傳輸完畢的前半個緩沖區。可通過查詢狀態寄存器的狀態來判斷FIFO 緩沖區的狀態， 分別判斷空標志位（Empty flag）、半滿標志位（Half full flag）以及全滿標志位（Full flag）。

　　內部緩沖區和用戶緩沖區的數據可以在程序控制下以文件的形式保存至計算機中， 實現采集數據永久性存儲，便于后期數據分析處理。