Beijing Art Technology PCI8025 Service Manual

PCI8025 数据采集卡

硬件使用说明书

北京阿尔泰科技发展有限公司

产品研发部修订

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北京阿尔泰科技发展有限公司 硬件说明书 V6.1.18

目 录

目 录 ..................................................................................................................................................................1

第一章 功能概述 ..........................................................................................................................................3

第一节、产品应用 ................................................................................................................................3

第二节、总线及制作工艺特点.............................................................................................................3

第三节、AD 模拟量输入功能................................................................................................................3

第四节、DA 模拟量输出功能................................................................................................................4

第五节、DI 数字量输入功能................................................................................................................4

第六节、DO 数字量输出功能................................................................................................................5

第七节、测频功能 ................................................................................................................................5

第八节、其他指标 ................................................................................................................................5

第九节、板卡外形尺寸.........................................................................................................................5

第二章 元件布局图及简要说明...................................................................................................................6

第一节、主要元件布局图.....................................................................................................................6

第二节、主要元件功能说明.................................................................................................................6

第三章 信号输入输出连接器.......................................................................................................................7

第一节、AD、DA 模拟量信号输入输出连接器定义............................................................................7

第二节、DI 数字量信号输入连接器定义............................................................................................8

第三节、DO 数字量信号输出连接器定义............................................................................................8

第四章 各种信号的连接方法.....................................................................................................................10

第一节、AD 模拟量输入的信号连接方法..........................................................................................10

第二节、AD 触发源、外时钟信号的连接方法..................................................................................11

第三节、DA 模拟量输出的信号连接方法..........................................................................................11

第四节、DI 数字量输入的信号连接方法..........................................................................................11

第五节、DO 数字量输出的信号连接方法..........................................................................................12

第六节、测频信号的连接方法...........................................................................................................12

第七节、多卡同步的实现方法...........................................................................................................13

第五章 数据格式、排放顺序及换算关系.................................................................................................15

第一节、AD 模拟量输入数据格式及码值换算..................................................................................15

第二节、AD 多通道采集时的数据排放顺序......................................................................................15

第三节、DA 模拟量输出数据格式及码值换算..................................................................................16

第六章 各种功能的原理.............................................................................................................................18

第一节、AD 触发功能的原理..............................................................................................................18

第二节、AD 内时钟与外时钟功能的原理..........................................................................................20

第三节、测频功能的原理...................................................................................................................20

第七章 产品的应用注意事项、校准、保修.........................................................................................22

第一节、注意事项 ..............................................................................................................................22

第二节、AD 模拟量输入的校准..........................................................................................................22

第三节、DA 模拟量输出的校准..........................................................................................................22

第四节、DA 使用说明..........................................................................................................................22

第五节、保修 ...............................................................................................................................

第八章 信号调理 ........................................................................................................................................24

第一节、输入信号调理.......................................................................................................................24

.......23

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第二节、输出信号调理.......................................................................................................................24

第九章：产品快速安装及自检...................................................................................................................25

第一节：快速安装 ..............................................................................................................................25

第二节：自检 ......................................................................................................................................25

第三节：删除错误的安装...................................................................................................................25

附录 A：各种标识、概念的命名约定.......................................................................................................26

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第一章 功能概述

信息社会的发展，在很大程度上取决于信息与信号处理技术的先进性。数字信号处理技术的出现改
变了信息与信号处理技术的整个面貌，而数据采集作为数字信号处理的必不可少的前期工作在整个数字
系统中起到关键性、乃至决定性的作用，其应用已经深入到信号处理的各个领域中。实时信号处理、数
字图像处理等领域对高速度、高精度数据采集卡的需求越来越大。ISA 总线由于其传输速度的限制而逐
渐被淘汰。我公司推出的基于 PCI 总线、USB 总线等数据采集卡综合了国内外众多同类产品的优点，以
其使用的便捷、稳定的性能、极高的性价比，获得多家客户的一致好评，是一系列真正具有可比性的产
品，也是您理想的选择。

第一节、产品应用

本卡是一种基于 PCI 总线的数据采集卡，可直接插在 IBM-PC/AT 或与之兼容的计算机内的任一 PCI
插槽中，构成实验室、产品质量检测中心等各种领域的数据采集、波形分析和处理系统。也可构成工业
生产过程监控系统。它的主要应用场合为：

◆ 电子产品质量检测

◆ 信号采集

◆ 过程控制

◆ 伺服控制

第二节、总线及制作工艺特点

◆ 32 位 PCI 总线，支持 PCI2.2 协议，真正实现即插即用

◆ 支持 5V PCI 总线

◆ FPGA 接口芯片设计，具有极高的保密性，特别适合 OEM 合作

第三节、AD 模拟量输入功能

◆ 转换器类型：AD7899-1(兼容 AD7899-2)

◆ 输入量程：
AD7899-1： ±10V、±5V、±2.5V、±1.25V (选用 A/D 转换器为 AD7899-1)
AD7899-2： 0～5V、0～2.5V (选用 A/D 转换器为 AD7899-2)

◆ 转换精度：14 位(Bit)

◆ 采样速率：

异步最高采样速率为 1.6MHz(0.625 微秒/点)
异步最低采样速率为 0.04Hz(约 25 秒/点)
同步最高采样速率为 400KHz(2.5 微秒/点)
同步最低采样速率为 0.01Hz(约 100 秒/点)
注释：各通道实际采样速率 = 采样速率/采样通道数（异步采集）
各通道实际采样速率 = 采样速率（同步采集）
分频公式：采样频率 = 主频 / 分频数，其中主频 = 80MHz，32 位分频，分频数的取值范围：

32

最低为 200，最高为 2

◆ 物理通道数：4 通道

◆ 模拟量输入方式：双端模拟输入

◆ 模拟输入阻抗: 10MΩ

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◆ 模拟输入共模电压范围：<±2V

◆ 通道切换方式：4 通道 4 芯片独立工作

◆ 数据读取方式：软件查询方式、DMA 方式（此方式速度最高）

◆ 最大存诸器切换深度： 64K 字（点）RAM 存储器

◆ 异步与同步：可实现异步(四通道插值采样)与同步采集

◆ 时钟源选项：板内时钟和板外时钟软件可选

◆ 触发模式：软件内部触发和硬件外部触发（后触发 POST）

◆ 触发类型：边沿触发、脉冲（电平）触发

◆ 触发电平：4096 级软件可调，触发电平由模拟量输出 AO0 实现

◆ 模拟量触发源软件可选：AI0、AI1、AI2、AI3、ATR

◆ 模拟量触发源（ATR）输入范围：±15V

◆ 模拟比较器类型：LM311

◆ 模拟触发电平范围：由 AO0 的输出量程决定

◆ 程控增益：1 倍

◆ 非线性误差：±1LSB(最大)

◆ 系统测量精度：0.05%

◆ 工作温度范围：-40℃ ～ +85℃

◆ 存储温度范围：-40℃ ～ +120℃

第四节、DA 模拟量输出功能

◆ 转换器类型: DAC7613E

◆ 输出量程：±10V、±5V、0～10V、0～5V

◆ 转换精度：12 位(Bit)

◆ 采样速率：

 最高采样速率为 100KHz（10us/点）
 最低采样速率由用户软件决定，软件写 DA 数据快则快，慢则慢。

◆ 软件通过率：由用户软件决定（本产品的 DA 主要适合单点输出）

◆ 建立时间：10μS(0.01%精度)

◆ 通道数：1 路

◆ 非线性误差：±1LSB(最大)

◆ 输出误差(满量程)：±1LSB

◆ 输出阻抗：0.2Ω

◆ 工作温度范围：-40℃ ～ +85℃

◆ 存储温度范围：-40℃ ～ +120℃

第五节、DI 数字量输入功能

◆ 通道数：16 路

◆ 电气标准: TTL 兼容

◆ 最大吸收电流：小于 0.5mA(毫安)

◆ 高电平的最低电压：2V

◆ 低电平的最高电压：0.8V

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第六节、DO 数字量输出功能

◆ 通道数：16 路

◆ 电气标准: CMOS 兼容

◆ 最大下拉电流：20mA

◆ 最大上拉电流：2.6mA(毫安)

◆ 高电平的最低电压：3.4V

◆ 低电平的最高电压：0.5V

第七节、测频功能

◆ 测频类型：脉宽测频（模拟测频）、计数测频（数字测频）

◆ 脉冲方向：负脉冲、正脉冲和负正脉冲

◆ 触发源： ATR、AI0、AI1、AI2 和 AI3（属于脉宽测频参数）

◆ 触发电平：< ±15V（属于脉宽测频参数）

◆ 计数器定时：< 107S（属于计数测频参数）

第八节、其他指标

◆ 板载时钟振荡器: 40MHz

第九节、板卡外形尺寸

183mm(长) * 100mm(宽)*13.50mm(高)

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第二章 元件布局图及简要说明

第一节、主要元件布局图

图 2.1 PCI8025 元件布局图

第二节、主要元件功能说明

请参考第一节中的布局图，了解下面各主要元件的大体功能。
一、信号输入输出连接器

CN1：模拟量信号输入输出连接器
P1： 开关量输入信号引线插座
P2： 开关量输出信号引线插座
以上连接器的详细说明请参考《

二、电位器

VAR7，VAR5，VAR3 ，VAR1：分别是通道 0、通道 1、通道 2、通道 3 的零点调整
VAR8，VAR6，VAR4，VAR2：分别是通道 0、通道 1、通道 2、通道 3 的满度调整
VR_-1.25:用于调节 DA 转换器的-1.25V 参考电压
VR_DA: 调节 DA 输出电压的满度量程
VR_R9: 调节 DA 输出电压的零点量程

以上电位器的详细说明请参考《

信号输入输出连接器》章节。

设备的应用注意事项、校准、保修》章节。

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第三章 信号输入输出连接器

第一节、AD、DA 模拟量信号输入输出连接器定义

关于 25 芯 D 型插头 CN1 的管脚定义

图3.1 CN1的管脚定义

管脚信号名称 管脚特性 管脚功能定义

AI0+～AI3+ Input AD模拟量差分（双端）输入信号的正端
AI0-～AI3- Input AD模拟量差分（双端）输入信号的负端（单端信号输入时，此端接

AGND）
AO0 Output DA模拟量输出管脚，对应1个模拟量输出通道。
AGND GND 模拟信号地，当输入输出模拟信号时最好用它作为参考地
+5V Output 输出5V电源，能提供最大100mA电流
CLKIN Input 外时钟输入，参考地为DGND
CLKOUT Output 内时钟输出，参考地为DGND
ATR Input 模拟外触发信号输入(也可作为脉宽测频输入端)，参考地为AGND
DTR Input 仅作为计数测频输入端（数字外触发功能暂未提供)，参考地为DGND
DGND GND 数字信号地，当输入输出数字信号时最好用它作为参考地

注明：

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（一）、当输入单端信号时，信号端接AI0+～AI3+正端，信号地接AI0-～AI3-负端，并且负端于AGND

连接。

（二）、脉宽测频与模拟外触发的输入共用ATR管脚，计数测频与数字外触发的输入共用DTR管脚。

第二节、DI 数字量信号输入连接器定义

关于20芯插头P1的管脚定义

管脚信号名称 管脚特性 管脚功能定义

DI0～DI15 Input 数字量信号输入，DGND作为参考
+5V Output 输出5V电源，能提供最大100mA电流
DGND GND 数字信号地，当输入输出数字信号时最好用它作为参考地

注明：关于DI数字量信号的输入连接方法请参考《

正5伏电源输出仅供本板卡使用。

DI数字量输入的信号连接方法》章节。

第三节、DO 数字量信号输出连接器定义

关于20芯插头P2的管脚定义(图片形式)

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