模塊化數(shù)字轉(zhuǎn)換器具有許多采集功能，你可以用這些采集功能從多個(gè)通道采集數(shù)據(jù)，然后傳送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。這些采集模式能讓你高效地使用板載內(nèi)存，減少兩次采集之間的死區(qū)時(shí)間。模塊化數(shù)字轉(zhuǎn)換器經(jīng)常用于采集來自低占空比信號(hào)的數(shù)據(jù)，例如回波測距（包括雷達(dá)、聲納、激光雷達(dá)和超聲波），以及瞬態(tài)數(shù)據(jù)采集應(yīng)用（如飛行時(shí)間光譜測定和其它基于激勵(lì)-響應(yīng)的分析）。

數(shù)字轉(zhuǎn)換器通常具有兩種使用方式不同的工作模式。標(biāo)準(zhǔn)模式使用采集內(nèi)存作為環(huán)形緩沖器，就像示波器一樣。數(shù)據(jù)被寫入數(shù)字轉(zhuǎn)換器的環(huán)形內(nèi)存中，直到觸發(fā)事件發(fā)生。經(jīng)過觸發(fā)之后，觸發(fā)后的值被記錄下來。這將導(dǎo)致記錄的數(shù)據(jù)中同時(shí)包含觸發(fā)前和觸發(fā)后的值。這種工作模式主要是與數(shù)字轉(zhuǎn)換器的相關(guān)數(shù)據(jù)采集軟件一起使用。該軟件可以用于查看、記錄和處理采集的信號(hào)，驗(yàn)證數(shù)字轉(zhuǎn)換器的設(shè)置，并對(duì)數(shù)據(jù)做初步處理。

另外一種模式是先進(jìn)先出（FIFO）模式，這是一種流模式，是為數(shù)字轉(zhuǎn)換器和外部主機(jī)之間連續(xù)傳輸數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的。本文中提到的數(shù)字轉(zhuǎn)換器Spectrum M4i。4451-x8采用了PCI Express x8 Gen2接口，流速高達(dá)3.4GB/s。數(shù)據(jù)流的控制是驅(qū)動(dòng)器根據(jù)中斷請(qǐng)求自動(dòng)進(jìn)行的。完整安裝的采集內(nèi)存用作數(shù)據(jù)流的緩沖器。

多段記錄模式

不管標(biāo)準(zhǔn)模式還是FIFO模式都提供了三種多段記錄方法，這些方法可以在低占空比的測量應(yīng)用中更加高效地使用采集內(nèi)存。低占空比應(yīng)用包括了持續(xù)時(shí)間短的感興趣事件跟上長時(shí)間靜默間隔的那些應(yīng)用。針對(duì)采集這類信號(hào)優(yōu)化了的采集方法有多段記錄模式、門控模式和ABA（雙時(shí)基） 采集模式。所有這些模式都會(huì)將內(nèi)存分段，然后在內(nèi)存中進(jìn)行多次采集。雙時(shí)基ABA模式可以縮短兩次觸發(fā)之間的采樣率，從而節(jié)省內(nèi)存空間，同時(shí)仍能用于查看兩次觸發(fā)之間的死區(qū)時(shí)間內(nèi)發(fā)生的事件。下面讓我們看看這些采集模式是如何工作的。圖1對(duì)數(shù)字轉(zhuǎn)換器的工作原理做了一些總結(jié)。

圖1：多段、門控和ABA采集模式和相關(guān)時(shí)間戳的概要視圖。

多段記錄（分段）模式（圖1a）允許以特別短的重新加載時(shí)間記錄多個(gè)觸發(fā)事件。采集內(nèi)存被分成尺寸相同的多個(gè)段。每個(gè)觸發(fā)事件填裝一段，采集過程在兩段之間停止。用戶可以編程段內(nèi)的觸發(fā)前和觸發(fā)后間隔。采集段的數(shù)量僅限于所用的內(nèi)存容量，當(dāng)使用FIFO模式時(shí)是沒有限制的。與多次觸發(fā)相關(guān)的重要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在采集內(nèi)存的連續(xù)段內(nèi)。與事件之間的死區(qū)時(shí)間相關(guān)的數(shù)據(jù)是不記錄的。每個(gè)觸發(fā)事件被打上時(shí)間戳，因此每次觸發(fā)的精確位置是知道的。圖1b以圖形化的方式顯示了多段記錄模式下的時(shí)間戳工作過程。

門控采集（圖1c）模式使用門控（使能）信號(hào)的狀態(tài)（可以是另外一個(gè)通道或外部觸發(fā)輸入）啟動(dòng)或停止采樣過程。只有當(dāng)門處于激活狀態(tài)時(shí)才將數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存。就像在多段記錄模式中一樣，用戶可以編程有關(guān)門的觸發(fā)前后的時(shí)間間隔。在門控模式中，時(shí)間戳標(biāo)志了不包含門控采集前后間隔的門的開閉。采集的門段數(shù)量受限于采集內(nèi)存，并且在使用FIFO模式時(shí)僅受主機(jī)內(nèi)存的限制。

圖1d所示的ABA模式是一種雙時(shí)基采集，結(jié)合了對(duì)觸發(fā)事件的快速采集（B時(shí)基）和觸發(fā)之間的緩慢采樣速率（A時(shí)基）。ABA模式工作時(shí)就像整合了一個(gè)快速數(shù)字轉(zhuǎn)換器的慢速數(shù)據(jù)記錄器。觸發(fā)事件的實(shí)際位置與多段記錄模式中一樣用時(shí)間戳進(jìn)行標(biāo)志。

多段記錄和門控采集模式具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：

● 采集內(nèi)存分段后，由于只在信號(hào)激活時(shí)以全速采樣率記錄數(shù)據(jù)，因此可以更高效地使用內(nèi)存。

● 只存儲(chǔ)重要的測量事件、并且不涉及‘死區(qū)’時(shí)間，因此需要傳送的數(shù)據(jù)較少，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)分段信號(hào)的連續(xù)數(shù)據(jù)采集和處理。

● 在多段和門控模式中重新加載或觸發(fā)“死區(qū)時(shí)間”的次數(shù)減少了。在本例中使用的Spectrum M4i數(shù)字轉(zhuǎn)換器的重新加載時(shí)間是40個(gè)樣本（+編程的預(yù)觸發(fā)）。在最高采樣速率時(shí)的重新加載時(shí)間短至80ns.短的觸發(fā)重新加載時(shí)間意味著即使在高事件速率的應(yīng)用中也能減少事件遺漏的機(jī)會(huì)。

● 每個(gè)觸發(fā)事件的時(shí)間戳允許你讀取事件之間的時(shí)間差。當(dāng)事件呈現(xiàn)信號(hào)中的異常時(shí)，

所有段可以同時(shí)查看，各個(gè)段可以分別縮放以顯示每次采集中的詳細(xì)內(nèi)容。

ABA模式使用低采樣率查看觸發(fā)之間的信號(hào)，同時(shí)用較高的采樣率顯示觸發(fā)端具有較高時(shí)間分辨率的信號(hào)分量。這種方法的內(nèi)存使用效率沒有多段記錄或門控模式高，但可以用來連續(xù)地查看兩次觸發(fā)之間發(fā)生的事件。使用時(shí)間戳?xí)r，快慢數(shù)據(jù)與1個(gè)樣本的分辨率是同步的。