基于PXI總線的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：針對(duì)航天測(cè)試系統(tǒng)中提出的多通道數(shù)據(jù)采集要求，采用PXI采集卡，設(shè)計(jì)了多路溫度、液位、電壓等信號(hào)的采集系統(tǒng)。使用VC++2008編寫(xiě)了采集控制程序，可以實(shí)時(shí)顯示和處理多路測(cè)試數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)已成功應(yīng)用于某測(cè)試任務(wù)。
關(guān)鍵詞：PXI總線；數(shù)據(jù)采集；VC++2008；采集控制程序

隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子測(cè)試技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)測(cè)試系統(tǒng)提出了越來(lái)越高的要求。20世紀(jì)末，NI公司發(fā)布了PXI總線系統(tǒng)。PXI總線除了具有PCI總線的功能外，在儀器儀表方面，還提供了觸發(fā)、局部總線、系統(tǒng)時(shí)鐘等機(jī)制以滿(mǎn)足高性能儀器儀表應(yīng)用的要求。PXI總線滿(mǎn)足VISA(Virtual Instrument Software Architecture)體系，確保了對(duì)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的個(gè)人計(jì)算機(jī)的軟件兼容。PXI模塊儀器系統(tǒng)以其卓越的性能和極低的價(jià)格，使越來(lái)越多的從事自動(dòng)測(cè)試測(cè)量的工程技術(shù)人員開(kāi)始關(guān)注其發(fā)展及應(yīng)用。
為滿(mǎn)足某航天測(cè)試任務(wù)要求，本文采用凌華科技的PXI-2206數(shù)據(jù)采集卡和PXI-2208數(shù)據(jù)采集卡，使用VC++2008編寫(xiě)控制程序，實(shí)現(xiàn)了多路溫度、液位、電壓等信號(hào)的采集和實(shí)時(shí)顯示。

1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
模擬信號(hào)采集是將被測(cè)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能處理的數(shù)字信號(hào)的過(guò)程。選用模擬采集卡時(shí)，除了要了解板卡的核心器件(A／D轉(zhuǎn)換器)以外，還需了解板卡的其它相關(guān)部件和指標(biāo)。
1．1 板卡選型依據(jù)及分析
對(duì)于模擬采集卡的選型，主要從以下4個(gè)方面進(jìn)行考慮：
1)信號(hào)幅值范圍和分辨率
模擬采集卡的幅值范圍和分辨率體現(xiàn)的是其能采集的模擬信號(hào)的電壓范圍和采集精度。對(duì)于某一特定的采集卡，其分辨率是一定的，因此幅值范圍就決定了采集數(shù)據(jù)的精度。例如一塊16位的采集卡，如果其采集范圍越大，其一個(gè)量化單位所對(duì)應(yīng)的值也就越大，精度越??；反正則精度越大。
2)最高采樣率
模擬采集卡的最高采樣率表示了它的最高采樣速度，它限制了采集卡能處理的信號(hào)的最高頻率(最高采樣率的一半)。最高采樣率表示的是單通道采樣時(shí)能使用的最高采樣頻率，因此對(duì)于多通道采樣來(lái)說(shuō)，每通道能夠達(dá)到的最高采樣率是最高采樣率與通道數(shù)的商。
3)通道數(shù)
通道數(shù)是指采集卡能同時(shí)采集多少路信號(hào)。
4)信號(hào)輸入方式
根據(jù)測(cè)量信號(hào)源類(lèi)型的不同，其輸入方式也不同，可分為3種：無(wú)參考地單端輸入方式(NRSE)，有參考地單端輸入方式(RSE)和差分輸入方式(DIFF)。
1．2 方案設(shè)計(jì)
根據(jù)某航天測(cè)試任務(wù)要求，本測(cè)試系統(tǒng)需要采集83路信號(hào)，如表1所示。