什么是数据采集卡?
测量信号并将数据传输到计算机是通过使用数据采集卡(商业上称为数据采集卡)来完成的。这些卡有模拟/数字转换器(ADC)和数字/模拟转换器(DAC)，允许输入/输出模拟和数字信号。
数据采集卡做信号调理、模拟到数字和数字到模拟的数据转换过程。
如下图所示，数据采集卡的典型方案。你可以看到数据采集卡的所有最重要的组成部分。
抽样:
数据由ADC通过采样过程捕获。采样模拟信号需要在特定的时间，离散的时间对所述信号进行采样。信号被采样的频率称为采样频率。采样过程以已知的时间间隔产生信号值。
采样频率决定了被转换的模拟信号的质量。采样频率越高，模拟信号的转换越好，与真实信号的相似度就越大。充分表示信号所需的最小采样频率必须至少是要转换的模拟信号最大频率的两倍(奈奎斯特原理)。如下所示:
给出了一个基于采样频率如何改变转换后的信号的例子。还可以看出，如果以小于信号最大频率两倍的采样率对信号进行采样，就会发生混叠效应。
模拟/数字转换器(ADC)
一旦信号被采样，您的采样需要转换为数字代码。这个过程称为模拟/数字转换。转换如下图所示:
大多数卡也有多路复用器，作为不同ADC通道的开关。这使得并行捕获不同的模拟信号成为可能，缺点是采样频率必须除以卡的并行通道数。
ADC的分辨率
模拟输入信号转换为数字格式的准确性取决于ADC使用的比特数。转换信号的分辨率是ADC用来表示数字数据的比特数的函数。在最大电压和最小电压之间的电压范围，实际信号可以类比地表示，根据数字分辨率位的数目细分。
例如，一个8位ADC可以放弃256级的数字表示(2 ^ 8 = 256)。这意味着将真实信号的电压范围分为256级，每级取一个特定的数字值。
把数据传送到计算机
通常DAQ卡安装在PC的高速总线上，如PCI总线。根据PC主板的速度，主板组件之间的最大数据传输速度通常是微处理器与内存之间的速度，值在20Mhz到40Mhz之间。
为了改进数据传输，实现了总线主控，允许数据采集卡直接将数据传输到存储器，从而加快数据采集过程。请参阅以下未实现总线母版或实现总线母版的卡的示例。
图中显示，微处理器正在参与数据传输，在它可以执行其他任务的时候使用数据传输。
另一方面，在上图中可以看到，数据传输是直接到内存的，微处理器可以自由地使用内存来完成其他任务，这是通过总线控制技术实现的。
数模转换器(DAC)
多功能卡通常还集成了一个数模转换器(DAC)。DAC可以根据数字数据产生模拟信号。
这使得这类卡产生模拟输出信号，其电压为直流电(DC)或交流(AC)。与ADC一样，dac也受到其可处理的样本数量和用于将数字数据转换为模拟信号的比特数的限制。
图中显示了3位DAC是如何转换正弦波的。
在DAC中，一个小的稳定时间也很重要，因为这将能够产生高频信号，因为用来设置输出信号为一个新的电压水平的时间将很低。
