博客

新闻中心

博客

sDAQ 1

DAQ 系统核心组成与高性能产品应用指南

在工业自动化、科研实验与智能设备研发领域,数据采集系统(DAQ)如同连接物理世界与数字世界的 “翻译官”,默默支撑着从信号感知到决策执行的全链条运作。本文将首先拆解 DAQ 系统的核心组成部分,并带您了解思林杰科技的 DAQ 产品线如何将技术落地为实际生产力,为不同行业提供精准的数据采集解决方案。 一、DAQ 系统的五大核心组件:如何让物理信号 “说话”? DAQ 系统的本质是将现实中的物理信号(如温度、振动、电流等)转化为计算机可处理的数字信号。这一过程依赖于五大关键组件的协同工作,我们可以用 “感官 - 调理 - 翻译 - 大脑 - 指令” 的逻辑来理解: 1. 传感器:感知物理世界的 “眼睛与耳朵” 传感器是 DAQ 系统的 “前端触角”,负责将各类物理量转化为电信号。例如: 热电偶能将温度差异转化为电压信号(如工业炉温监测); 应变片可将机械应力转化为电阻变化(如桥梁结构健康监测); 麦克风则将声音振动转化为模拟电压(如声学环境分析)。 关键点:选择传感器时需匹配测量对象的范围、精度与环境适应性(如高温、高压场景需专用传感器)。 2. 信号调理模块:信号的 “净化车间” 传感器输出的信号往往混杂噪声或幅度微弱,需经信号调理模块 “加工”: 放大:将微伏级信号(如生物电)放大至适合采集的范围; 滤波:通过低通 / 高通滤波器剔除干扰频率(如工业场景中的电磁噪声); 隔离:防止强电干扰损坏后端设备(如电力系统中的高压隔离)。 类比:如同相机的滤镜,信号调理模块确保输入信号 “干净清晰”,为后续处理奠定基础。 3. 数据采集卡(DAQ 卡):模拟信号的 “数字翻译器” 数据采集卡是 DAQ 系统的核心,其核心功能是通过模数转换器(ADC)将模拟信号转为数字信号,并传输到计算机。关键指标包括: 采样率:每秒采集的样本数(如 5GSa/s 表示每秒采集 50 亿个点),决定了对快速变化信号的捕捉能力; 分辨率:ADC 的位数(如 16 位、24 位),决定了可识别的最小信号差异(位数越高,精度越高); 通道数:支持同时采集的信号路数(如单通道、8 通道),影响多源信号同步采集能力。 技术亮点:高端 DAQ 卡常集成现场可编程门阵列(FPGA),可实现实时信号处理(如滤波、特征提取),减轻主机计算压力。 4. 软件系统:数据的 “指挥中心” 软件是 DAQ 系统的 “大脑”,负责配置硬件、控制采集流程并分析数据。常见软件包括图形化编程工具(如 LabVIEW)和算法开发平台(如 MATLAB)。在高性能系统中,软件还可与 FPGA 协同实现实时控制,例如通过预设阈值自动触发数据存储或设备联动。 5. 主机系统:数据的 “决策中枢” 主机可以是计算机、嵌入式控制器或云端服务器,承担数据存储、深度分析与指令输出功能。例如: 在工业产线中,主机根据采集的温度数据自动调节加热设备功率; 在科研场景中,主机通过大数据分析揭示信号背后的物理规律。 趋势:随着边缘计算兴起,部分 DAQ 系统已集成嵌入式处理器(如 ARM 芯片),可在本地完成数据预处理,减少对云端的依赖。 二、思林杰 DAQ 产品线:从高速采集到精准测量的全场景覆盖 作为深耕数据采集领域的技术型企业,思林杰推出四大类 DAQ 产品,覆盖从通用型到高定制化需求,以下为核心产品解析: 1. SG1227 PCIe 高速 ADC 采集卡:高频信号采集的 “极速先锋” 概述 SG1227 是一款专为高频信号采集设计的 PCIe 总线设备,集成 8 位双通道 ADC 与 Xilinx XCKU040 FPGA,支持最高 5GSa/s 采样率与 500MHz 模拟带宽,可实时处理半导体设备测试、激光检测等场景中的超高速信号。其 8 通道 PCIe...


什么是 DAQ?从技术原理到应用场景的全面解析

第一部分:快速认识 DAQ—— 数据采集的核心工具 在科技高速发展的今天,数据已成为驱动创新的核心要素。无论是实验室里的精密测量,还是工业产线的自动化控制,亦或是前沿领域的科研探索,数据采集都是一切数据处理与分析的起点。而 DAQ(Data Acquisition System,数据采集系统),正是实现这一关键环节的核心技术系统。 1. DAQ 是什么? DAQ 是一种将物理世界中的模拟信号(如电压、电流、温度、压力、声波等)转换为数字信号,并进行采集、处理、存储和传输的电子系统。它相当于设备的 “感官系统”,负责从复杂的物理环境中捕获原始数据,为后续的分析、控制和决策提供精确的数字信息。 从技术架构来看,DAQ 通常由四大核心模块组成: 模拟前端(AFE, Analog Front End):对输入的模拟信号进行调理,包括放大、滤波、阻抗匹配、量程调整等,确保信号质量满足后续处理要求。 模数转换器(ADC, Analog-to-Digital Converter):将调理后的模拟信号转换为数字信号,是决定采集精度和速度的关键部件。 现场可编程门阵列(FPGA, Field-Programmable Gate Array):承担高速数据处理、实时算法实现和系统控制任务,支持灵活的定制化开发。 触发模块(Trigger):通过设定特定条件(如信号电平、边沿变化、外部事件等),实现数据采集启动时机的精准控制,确保捕获关键信号片段。 2. DAQ 的工作原理:从模拟到数字的 “翻译官” DAQ 的核心功能可概括为 “感知 - 转换 - 处理 - 输出” 四个步骤: 信号调理:模拟前端对输入信号进行预处理。例如,将微弱信号放大到 ADC 可识别的范围,滤除高频噪声,或通过耦合方式(DC/AC)隔离直流偏置。 模数转换:ADC 以特定的采样率(如每秒采集多少次)和分辨率(如 12 位、16 位)对模拟信号进行离散化,生成数字信号流。采样率决定了对高频信号的捕捉能力(遵循奈奎斯特采样定理),分辨率则影响信号的量化精度。 数字处理与存储:FPGA 对数字信号进行实时处理(如滤波、频谱分析、特征提取),或暂存至高速存储器(如 DDR4),最终通过接口(PCIe、千兆以太网等)传输至上位机或控制器。 触发控制:通过外部触发(如传感器信号)或内部触发(如信号阈值),确保仅在目标事件发生时启动采集,避免无效数据冗余。 3. DAQ 的分类:按需选择的 “数据采集工具箱” 按结构形态分类,DAQ 可分为两大类: 数据采集模块:小型化嵌入式设备,支持独立运行或与控制器搭配,适合空间受限的场景(如工业物联网、便携式仪器)。 数据采集卡:插装在工控机或服务器 PCIe 插槽中的板卡,依托主机算力实现高速数据处理,适用于实验室高精度测量或实时监控。 数据采集盒子:集成化独立设备,内置电源、处理器和多种通讯接口,支持即插即用,适合工业现场分布式部署。 4. DAQ 的核心应用场景:数据驱动的技术基石 DAQ 的价值贯穿于科研、工业、医疗等多个领域: 科学研究:在物理实验中采集瞬态信号(如激光脉冲、粒子碰撞波形),在材料科学中监测应变与温度变化,为理论验证提供数据支撑。 工业自动化:实时监控产线传感器数据(如压力、振动、电流),实现设备故障预测、工艺优化和质量控制,是智能制造的核心环节。 测试测量:在电子设备研发中,对射频信号、电源纹波、高速总线信号进行分析,确保产品性能符合设计标准。 生物医疗:采集心电、脑电、肌电等生理信号,用于疾病诊断、康复设备开发或药物试验数据记录。 新能源领域:在电池测试中监测充放电曲线、电压均衡性,在光伏逆变器检测中分析谐波失真与效率,助力绿色能源技术迭代。 第二部分:思林杰 DAQ 产品矩阵 —— 高性能与定制化的双重突破 作为专注于电子测试测量技术的创新企业,思林杰推出了覆盖高速采集、高精度测量、灵活部署的全系列 DAQ 产品,以 “硬件平台化 + 软件定制化” 模式,满足不同行业客户的差异化需求。以下从产品概述、核心特征和应用场景三方面,详细解析我们的 DAQ 解决方案。 1. 产品概述:覆盖多场景的 DAQ 产品体系 思林杰 DAQ 产品家族包含三大形态:数据采集卡、数据采集模块和数据采集盒子,均基于 FPGA 技术架构,具备高性能信号处理能力与灵活的定制开发接口。思林杰不仅拥有丰富的 DAQ 产品,还提供多种高性能的 FPGA 板卡,以满足用户在不同应用场景下对硬件平台的多样化需求。 1.1 高速数据采集卡(代表型号:SG1227 PCIe 高速采集卡) 定位高频信号采集场景,支持双通道同步采集,最高采样率达5GSa/s(单通道交织模式),模拟带宽 500MHz,适用于纳秒级瞬态信号捕捉。主控芯片采用 Xilinx XCKU040 FPGA,内置 4GB DDR4 大容量缓存,搭配 PCIe 3.0 ×8 高速接口,满足实时大数据量传输需求。 1.2...


MIPI RFFE 控制器:破解射频前端测试接口难题的高效化方案

1. 射频前端测试:复杂场景下的技术挑战 在无线通信技术的演进中,射频前端(RF Front-End)作为信号收发的核心模块,正面临前所未有的复杂性:从智能手机的多频段融合设计,到 5G 基站的大规模天线阵列,其内部器件(功率放大器、滤波器、开关等)的控制接口呈现出协议碎片化(SPI/I2C / 专有协议并存)、电平多样化(1.8V/2.5V/3.3V 混合)、时钟速率差异化(低速调试与高速量产需求冲突)等问题。 传统的测试方案往往依赖定制化硬件或分散的控制模块,导致兼容性差、开发周期长、测试效率低下。为了应对这一问题,行业亟需一种标准化、高灵活性的控制解决方案。MIPI RFFE 协议的出现,正是为了统一射频前端器件的控制接口,而配套的控制器则成为连接测试设备与被测器件(DUT)的关键桥梁。 2. MIPI RFFE 协议解析:标准化控制的核心价值 MIPI RFFE(Radio Frequency Front-End Control Interface)是由 MIPI 联盟制定的专用协议,旨在为射频前端器件提供高效、可靠的串行控制接口,其核心设计理念是:用统一的协议语言,让不同器件「无障碍对话」。核心优势在于: 标准化与兼容性: RFFE 协议定义了统一的命令集和数据格式,支持多种射频器件(如功放、滤波器、开关)的配置与监控,解决了传统非标准接口的适配难题。通过统一的时钟(SCLK)和数据(SDATA)信号,实现对多器件的同步控制,减少硬件设计复杂度。 高速与低功耗: 协议支持两种数据速率模式(高速模式最高达 104MHz,低速模式 13MHz),满足不同场景下的时序要求。同时,通过半双工差分信号传输,降低电磁干扰(EMI),提升高频环境下的信号完整性。 灵活的寄存器操作: 支持寄存器读写、掩码写、扩展读写等多种操作模式,允许精确控制器件的工作参数(如增益、频段切换、功耗模式),为复杂射频链路的动态配置提供了可能。 对于企业而言,采用 MIPI RFFE 协议不仅能简化研发阶段的硬件适配,还能在生产测试中实现自动化脚本集成,显著提升测试效率,降低人力与时间成本。 3. SG2674 MIPI RFFE 控制器:协议落地的核心载体 作为广州思林杰科技推出的专业测试工具,SG2674 MIPI RFFE 控制器专注于解决射频前端测试中的接口适配与协议转换问题。该模块定位为 “PC(或 MAC)与被测器件(DUT)之间的桥梁”,通过硬件接口与软件协议的深度整合,实现对 DUT 的高效配置与实时监控。 SG2674 控制器基于 Xilinx Zynq-7000 系列 SoC(XC7Z007S 芯片,单核 ARM Cortex-A9 处理器)构建,集成了高性能逻辑单元与 ARM 处理核心,兼具硬件灵活性与软件可编程性。其核心功能包括: 双通道并行控制,效率倍增 配备 2 通道 MIPI RFFE 接口(DB15 母座),支持同时连接两组器件(如 PA 与 Filter),实现多模块同步配置与测试。支持动态时钟调节(26MHz 长线缆 / 52MHz 短线缆稳定通信)兼顾信号完整性与高速传输,较单通道方案提升 30% 测试效率。 多接口无缝适配,全平台兼容 上位机连接:USB 2.0 即插即用,千兆以太网支持远程控制(默认 IP 169.254.1.37),适配 Windows/macOS 及 LabVIEW、Python 开发环境,数据实时回传无延迟。 触发联动:1 通道 SMA 触发输入可与探针台、机械臂等外部设备同步,实现 “触发 - 配置 - 测量” 自动化,避免人工干预导致的时序误差,是产线智能化的关键节点。 智能供电与电平管理,精准解决兼容性 可配置供电(Vpwr):支持定制化电压输出(需定制),解决多器件供电不统一问题,降低器件损坏风险。 实时 VIO 监测:内置电平测量模块,实时反馈...


解析 MIPI PHY 家族:A-PHY、D-PHY、C-PHY 技术特性与思林杰产品应用

在移动设备和智能终端高速发展的今天,高速数据传输技术成为连接芯片、传感器与终端设备的核心纽带。MIPI(移动行业处理器接口)联盟推出的一系列物理层(PHY)协议,为摄像头、显示模组、无线通信模块等设备的高效互联提供了标准化解决方案。本文将从技术原理出发,解析 MIPI 家族中 A-PHY、D-PHY、C-PHY 三大主流物理层协议的核心差异,并结合思林杰科技的 MIPI DPHY & CPHY 测试系统,探讨其在不同领域的应用价值。 1. MIPI PHY 技术解析:从消费电子到汽车电子的连接革命 A. MIPI D-PHY:经典摄像头与显示接口的 “高速通道” D-PHY 是 MIPI 协议中最早成熟的物理层标准之一,主要为 DSI(串行显示接口)和 CSI(串行摄像头接口)提供底层传输支持。其核心特性包括: 物理层架构:采用源同步时钟方案,包含 1 条时钟通道和 1-4 条数据通道,支持单向或双向数据传输。数据通道采用差分信号,有效降低电磁干扰(EMI),满足消费电子对紧凑设计的需求。 数据速率:支持灵活的速率调节,低速模式(LP)用于控制信令(约 10Mbps),高速模式(HS)可达 5Gbps / 通道(D-PHY v1.2 标准),适用于高清图像和视频数据的实时传输。 典型应用:智能手机摄像头模组与 AP 的连接(如 12MP 以上图像传感器数据传输)、LCD/OLED 显示屏与处理器的通信,是移动设备实现高分辨率影像和显示的关键技术。 B. MIPI C-PHY:多车道并行传输的 “效率专家” C-PHY 专为需要更高带宽和灵活性的场景设计,尤其在多摄像头和高速数据采集领域表现突出: 物理层创新:采用 “三态差分” 信号架构(Trio),每个数据通道由 3 条信号线组成,可并行传输 3 位数据,单通道理论速率达 5Gbps(C-PHY v1.2),三路组合可实现 7.5Gbps 的峰值带宽。 链路特性:支持弹性数据速率调整,通过动态相位补偿技术减少时钟偏移影响,适合长距离传输和复杂电磁环境。与 D-PHY 相比,C-PHY 在相同通道数下可提供更高的数据吞吐量,同时降低引脚数量和 PCB 布局难度。 应用场景:多摄手机的图像传感器聚合(如主摄 + 超广角 + 长焦模组同步数据)、工业相机高速图像采集、AR/VR 设备的低延迟视频传输,满足高分辨率、多数据流的实时处理需求。 C. MIPI A-PHY:汽车电子与长距离传输的 “抗干扰先锋” 随着自动驾驶和智能座舱的普及,A-PHY 作为首个专为汽车场景设计的 MIPI 物理层标准,解决了传统车载连接在带宽、抗干扰和可靠性上的痛点: 技术优势:支持单对非屏蔽双绞线(UTP)或同轴电缆传输,最远可达 15 米,满足车载传感器长距离部署需求。采用自适应均衡和前向纠错(FEC)技术,在 - 40℃~85℃温度范围内实现无差错传输,抗电磁干扰能力较传统方案提升 50% 以上。 数据性能:单链路速率高达 8Gbps(A-PHY v1.1),支持解串器输出 2Gbps(C-PHY)或 20Gbps(D-PHY),满足高分辨率摄像头(如 800 万像素)、激光雷达和毫米波雷达的海量数据实时传输。 汽车级特性:符合 AEC-Q100 认证,支持电源管理优化(低功耗休眠模式)和链路状态监控,适用于 ADAS(高级驾驶辅助系统)、环视摄像头、驾驶员监控系统(DMS)等场景,推动汽车传感器融合向更安全、高效的方向发展。 D. 三大 PHY...


联系我们
在线询盘