[发明专利]具有数字输入输出功能的数据采集卡及其数据采集装置

说明书

本发明提供了一种具有数字输入输出功能的数据采集卡及其数据采集装置，数据采集装置包括设置单元，用于接收逻辑电平标准；数据采集卡包括：控制单元，用于产生逻辑电平信号以及接收逻辑电平信号，以及依据逻辑电平标准控制可调电压电源产生第一、第二可调电压；输出电路，用于将逻辑电平信号转换为输出信号；输入电路，用于将输入信号转换为逻辑电平信号；固定电压电源，用于产生向控制单元供电的第一恒定电压；可调电压电源，用于产生向输出电路和输入电路供电的第一可调电压和第二可调电压。本发明的数据采集卡能够在不同逻辑电平标准下工作，满足了各种类型的数字逻辑电平的应用需求，使数据采集卡的适应性更强，应用范围更广。

技术领域

本发明涉及测试测量技术领域，特别是涉及一种具有数字输入输出功能的数据采集卡及其数据采集装置。

背景技术

数据采集装置广泛应用于通信、医疗、工业自动化等领域。数据采集装置是一种从被测目标中自动采集并测量数据信息的装置。它可以采集并测量到诸如直流电压信号、交流电压信号、直流电流信号、交流电流信号、频率信号、温度信号、压力信号、压强信号等各种信号。数据采集装置具有可插拔的模块卡，也称子卡，不同功能的模块卡满足了不同应用场合的测量系统搭建需求，灵活的配置模式也方便了用户的使用。

如图1所示，为现有技术公开的一种数据采集装置100的结构示意图，所述数据采集装置100包括：主控单元101、供电单元102、背板单元103和子卡104。背板单元103上设有信号总线1031、控制总线1032、电源总线1033、主板接口1034和多个卡槽1035，例如卡槽1～卡槽5。子卡104包括开关卡1041和数据采集卡1042，数据采集卡20可以是电压表卡、电流表卡、万用表卡、示波器卡、频率计卡等各种类型的单一卡；也可以是包括上述各种单一卡的集成卡，集成有多种测量功能。

主控单元101连接背板单元103上的主板接口1034，各种子卡104插入背板单元103上的多个卡槽1035中。主控单元101通过控制总线1032控制各个开关卡1041完成输入信号的切换，开关卡1041将外部输入信号通过模拟总线1031输入至数据采集卡1042中。主控单元101还通过控制总线1032控制数据采集卡1042完成信号测量，并接收数据采集卡1042的测量数据。供电单元102向主控单元101和电源总线1033供电，开关卡1041和数据采集卡1042可以从电源总线1033上获得供电电源。此外，数据采集装置100还可以包括与主控单元101连接的接口单元105、显示单元106、键盘输入单元107等。

可以看出，数据采集装置100的有效工作，依赖于各种不同功能的子卡104配合实现。其中，具有数字输入输出功能的数据采集卡为当前流行的各种数字逻辑的分析、控制提供了便利。

如图2所示，为现有技术公开的一种具有数字输入输出功能的数据采集卡200的结构示意图。数据采集卡200包括：控制单元201、输出电路202、输入电路203、信号接口204和固定电压电源205。

控制单元201用于在输出电路202处于工作状态时，产生逻辑电平信号，以及在输入电路203处于工作状态时，接收逻辑电平信号。输出电路202用于将控制单元201产生的逻辑电平信号转换为用户所需的输出信号。输入电路203用于将用户通过信号接口204接入的输入信号转换为逻辑电平信号并输入至控制单元201。输出电路202与输入电路203并联于控制单元201与信号接口204之间，且在数据采集卡200工作的任一时刻，只有其中一个电路工作。信号接口204用于接收用户接入的输入信号，以及输出输出电路202产生的输出信号。固定电压电源205用于向控制单元201、输出电路202和输入电路203供电。

对于现有技术的数据采集卡，由于各个单元的供电采用同一恒定电源，例如，仅以单一5V电压供电，所以，所能实现的信号接口，其接入的输入信号或者输出的输出信号也只能是一种数字逻辑电平，如TTL电平。而对于现在丰富的数字逻辑电平，这种单一的逻辑电平所能应用的场合就非常有限。

发明内容