模拟数据采集卡之ADC&TDC 模拟&时间/数字转换器组合应用选型指南

已于 2023-03-16 14:57:57 修改
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分类专栏： 应用分析 产品速览 高速采集卡 文章标签： 模拟数字转换器 时间数字转换器 高速采集卡选型 数据采集卡应用
于 2023-03-15 16:17:30 首次发布
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该产品组合提供高精度时间到数字转换器和模数转换器，适用于多种科学应用，如TOF-MS、OCT、FLIM和单光子计数等。多命中时间间隔分析仪和瞬态记录仪能进行复杂的脉冲分析，支持同步多通道采集，具有低至13ps的测量分辨率和双极阈值功能，便于不同探测器集成。丰富的软件接口和PCIe设计确保了系统易集成和高性能。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

简介

      产品组合包括一系列多功能时间到数字转换器(TDC)和模数转换器(ADC)。我们的许多客户的应用场景依赖于对飞行时 间(TOF)的测量。该系列产品非常适合用于质谱系统(TOF-MS)，光学相干断层扫描(OCT)，荧光寿命成像显微镜(FLIM)， 时间相关单光子计数(TCSPC)，近红外光谱(NIRS)，功能近红外光谱(fNIRS)等应用领域。
      我们的多命中时间间隔分析仪保证高精度测量脉冲到达时间。我们的瞬态记录仪(adc)提供额外的模拟脉冲形状信息，例如 脉冲高度、宽度和面积，并允许详细的脉冲形状分析，为解开重叠脉冲场景中的单脉冲提供方法。
      板卡之间可以互联同步，满足多通道计数的应用要求。

主要应用

  • 量子技术
  • 激光雷达测距
  • 质谱(TOF-MS)
  • 光学相干断层扫描(OCT)
  • 单分子显微镜荧光寿命成像显微镜(FLIM)
  • 单光子计数 (TCSPC)
  • 近红外光谱 (NIRS)
  • 光纤传感

应用价值

  • ADC&TDC的组合应用，脉冲细节和精确时间都能兼顾
  • 详细的脉冲形状分析，解开重叠脉冲场景中的单脉冲细节
  • 标准PCIe总线设计，易于集成
  • 丰富的软件开发接口、实例
  • 高精度时间测量
  • 丰富的产品组合，兼顾性能和成本

精确地记录你的数据—低于 13ps 的测量分辨率！
双极阈值:可广泛支持各种探测器或常分数鉴别器！

简单的多通道同步采集方案！
32通道同步高精度时间测量系统！

选型指引

 

高速ADC FMC采集卡LTC2123，支持250M双通道采集与500M DAC输出，附PCB和代码，JESD204B源码提供
kplVlugcb的博客
04-29 1081
本文将详细介绍LTC2123芯片的特性和工作原理，并探讨了采集卡的制板过程以及验证方法，从而为读者提供了一种可靠、高效的ADC和DAC集成解决方案。未来，我们将进一步完善该采集卡的功能和性能，为高速数据采集和处理领域的工程师们提供更多的选择和支持。通过以上结构，本文从LTC2123芯片的特性和工作原理入手，详细介绍了FMC采集卡的设计与制板过程，以及代码开发和功能验证等关键技术。通过本文的阅读，读者将能够充分理解该采集卡的特性和优势，并为高速数据采集和处理的实际应用提供参考。浪里个浪里个浪001。
高速ADC采集卡FMC子卡原理图、PCB和代码，支持JESD204B接口，可直接制板
HolaTuYQM的博客
04-11 1097
我们的FMC子卡基于标准的FMC接口设计，可以方便地插入到任何支持FMC的主板上。通过对JESD204B接口的理解和掌握，我们实现了数据的高速传输和处理。同时，我们还开发了相应的驱动程序和数据处理算法，以实现对采集数据的实时分析和处理。通过精心设计的原理图、PCB布局和代码开发，我们可以实现高质量的数据采集和信号处理。通过合理的PCB布局和层间分离，我们最大程度地减小了信号的串扰和噪声干扰。同时，我们还添加了适当的电源滤波器和地线分离，以提供清晰、稳定的电源和地线环境。浪里个浪里个浪001。
XC7K325T 基础 PCIE 的 ADC 数据采集卡方案（含教程和FPGA工程上位机）
11-25
XC7K325T 基础 PCIE 的 ADC 数据采集卡方案（含教程和FPGA工程上位机），有操作教程，FPGA源码（VIVADO2017.4打开），参考原理图，资料总共249MB。
TDC and ADC implemented inside FPGA
weixin_34403693的博客
11-25 387
应用FPGA　LVDS　实现内部ADC的方式： 可以在google 直接搜索关键句：ADC implemented inside FPGAPPT：http://www.powershow.com/view/106282-NjE1Z/TDC_and_ADC_Implemented_Using_FPGA_flash_ppt_presentation 转载于:https://www....
高速ADC FMC采集卡的原理图、PCB和代码，支持JESD204B接口，高速ADC采集卡ADC12DJ3200 FMC子卡原理图、PCB设计及JESD204B源码
FCjdKuhcO的博客
06-24 530
ADC12DJ3200 FMC子卡的JESD204B源码实现了与主控板的数据交换和同步，保证了数据传输的稳定和可靠。综上所述，ADC12DJ3200 FMC子卡作为一种高速数据采集硬件设备，具备了可直接制板、高速ADC、完善的原理图和PCB设计以及JESD204B源码等特点。ADC12DJ3200 FMC子卡是一种用于高速数据采集的硬件设备，其原理图、PCB设计和代码开发等方面都具备了较高的实用性和可靠性。其完善的原理图和PCB设计保证了信号传输的稳定性和可靠性，使得数据采集的过程更加高效和精准。
ADS1256中文资料24位AD模块高精度ADC采集卡说明书
10-10
24位高精度AD采集卡，ADS1256的AD转化，带单片机和stm32程序，8路输入，标准电源处理模块，精度高，开发学习，测试转化的最好板块！
高精度时间数字转换器TDC-GP2在超声波流量计量中的应用|s:--www.jrmianban.com-data-2010061709230000083684.pdf
11-07
在这样的背景下，高精度时间数字转换器TDC-GP2作为专门针对超声波流量计和热量表应用所设计的时间测量芯片，发挥着至关重要的作用。 TDC-GP2芯片集成了时间测量、超声波换能器驱动以及温度测量功能，这一特点使得...
最新时间数字转换器TDC-GP22原理与应用经验
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时间数字转换器（Time-to-Digital Converter，简称TDC）是一种电子组件，能够将时间间隔转换成数字信号。TDC-GP系列芯片是基于时间数字转换器技术的测量芯片，TDC-GP22是该系列中的最新产品，其核心功能是测量两个...
时间数字转换器 TDC-GP22 打包资料
07-04
内有从官网下载的较为齐全的中英文资料，C代码和工具软件等，基本上满足...笔者曾经做过先关的项目,亲自验证acam公司的TDC-GP系列芯片是精度极高稳定可靠的时间数字转换器,希望这款芯片和这些资料对您的项目能有帮助。
使用TDC-GP22时间数字转换器的激光测距仪.pdf
03-26
时间数字转换器（TDC）是专门用来测量信号之间的时间间隔的设备。TDC-GP22是由acam-messelectronic gmbh公司生产的一款时间数字转换器芯片，能够提供高精度的时间测量功能，主要应用在激光测距仪中。激光测距仪是一...
AD采集卡说明书
11-13
很详细的AD采集卡说明书，16路AD，6路DA，16路I/O
TDC时间数字转换器
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介绍了基于TDC-GP21的时间数字转换器技术的原理及实现方法，以及测试
TOF lidar方案介绍
10-12
激光雷达TOF方案介绍，包括基本原理介绍，发射和接收示例电路。采用高速ADC或TDC方案实现。仅供参考
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ADC和DAC基础，电子工程师入门基础及概念
时间数字转换器TDC.pdf
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时间数字转换器TDC在数字示波器中的应用主要是用于实现高速数据采集和测量。TDC可以将时间信号转换为数字信号，然后通过高速数据采集卡将其采集并存储在计算机中。这样可以实现高速数据采集和测量，满足高速数据采集...
4路同步AD模拟量采集卡800K采样频率—PCIe9757
2401_85361707的博客
09-19 1001
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。PCI Express 作为新一代的总线接口，数据传输率达到PCI总线所不能提供的高带宽。我公司推出的 PCIe9757 同步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，获得多家试用客户的一致好评，是一款真正具有可比性的产品，也是您理想的选择。注：括号中的单词为软件中的 AD 参数。
AD采集卡设计方案：130-基于PCIe的中速模拟AD采集卡
12-15 646
产品固化FPGA逻辑，适配8路125Msps/4路250Msps/2路500Msps/1路 1Gsps采集，实现PCIe的触发采集，单次采集容量2GB，开源的PCIe QT客户端软件，用户可以在很短的时间内完成采集器程序的开发，如连续信号采集、数据处理算法、网络通讯等，开发效率高、难度小。基于PCIe的一款分布式高速数据采集系统，实现多路AD的数据采集，并通过PCIe传输到存储计算服务器，实现信号的分析、存储。软件实现FPGA逻辑 AD采集，PCIe XDMA传输，寄存器配置。2.2 FMC AD 子卡。
AD9680采集和AD9172/AD9174/AD9176回放FMC模块
universaldata的博客
05-07 1873
模块ADC支持国产GM4680、B9680或进口AD9680采集芯片，DAC支持AD9171/AD9172/ AD9173/AD9174/ AD9175/AD9176回放芯片，输入/输出均支持直流或交流耦合方式。FMC子卡还支持外参考/外时钟、外触发接口，具有板载温度监控等功能。外触发（与外参考/外时钟连接器共用）：+3.3V或+5V TTL，阻抗10kΩ。满量程输入功率：+10dBm~+12.7dBm（不同器件和配置参数不同）外参考/外时钟：AC耦合，0dBm~6dBm。
Access把每一天的数据累加_USB2.0 高速数据采集卡，数字化仪，累加功能卡FCFR-USB9984...
weixin_39624864的博客
11-02 292
FCFR-USB9984FCFR-USB9984（简称USB9984）是一款高速数字化仪，支持直接中频信号低通采样，AD位数12bit/14bit，4通道同步采集，采样率共有三档每通道100MS/s/200MS/s/250MS/s，默认硬件缓存DDR2FIFO容量2G字节，最大支持4G字节，数字化仪采用USB2.0接口。USB9984采集卡可广泛应用于飞行时间质谱仪、仪器仪表、雷达信号采集等场合。...
除了文中提到的方法，还有哪些方法可以检测模拟信号短脉冲？
最新发布
03-04
<think>好的，用户之前询问了关于STC单片机检测模拟信号短脉冲的方法，现在他进一步问除了文中提到的方法，还有哪些方法。我需要先回顾之前的回答，确保不重复，同时补充其他有效的方法。 首先，之前的回答已经涵盖了硬件设计、ADC配置、软件处理和一些优化策略，比如峰值保持电路、差分检测、滑动窗口比较等。用户现在希望知道其他方法，可能需要更全面或者更高级的技术。 接下来，我需要思考在检测短脉冲时，除了使用ADC和软件算法外，还有哪些硬件或软件的方法。可能的选项包括使用比较器、外部中断结合定时器、DMA传输、FPGA辅助、过采样技术、窗口比较器电路、相关检测算法、基于机器学习的异常检测，以及使用专用芯片等。 对于每个方法，我需要详细说明原理和实现方式。比如比较器可以快速响应信号变化，配合外部中断，这样不需要依赖ADC的转换时间，特别适合极短脉冲。而DMA传输可以减轻CPU负担，提高数据采集效率。过采样和数字滤波可以在不增加硬件的情况下提高分辨率，可能有助于检测微小脉冲。 另外，用户可能关心实际应用中的注意事项，比如成本、复杂度、实现难度等。例如，使用FPGA可能性能很好，但需要额外的硬件和开发成本；机器学习方法需要较多的数据和计算资源，可能不适合资源有限的单片机系统。 还需要考虑不同方法的适用场景，比如脉冲宽度、信号幅度、噪声环境等。比如对于纳秒级的脉冲，可能需要高速比较器和FPGA配合；而对于低幅度信号，可能需要前置放大器或相关检测来增强信噪比。 还要验证这些方法的可行性，确保它们确实可以在STC单片机上实现，或者需要哪些外部组件。例如，窗口比较器电路需要额外的比较器芯片，而专用芯片如时间数字转换器可能成本较高，但精度更好。 最后，总结这些方法的优缺点，帮助用户根据实际需求选择合适的方法。可能用户需要根据他们的具体应用场景，如脉冲的宽度、系统的资源、成本预算等因素来决定采用哪种方法。</think>除了文中提到的常规方法，以下补充七种特殊场景下的检测方案，包含硬件创新设计和高级算法应用： --- ### 一、模拟比较器快速响应法 1. **硬件架构** - 使用单片机内置比较器（如STC15系列带CMP模块） - 搭建迟滞比较电路防止误触发： $$V_{ref+} = V_{th} + \Delta V$$ $$V_{ref-} = V_{th} - \Delta V$$ - 典型响应时间可达50ns（比ADC快两个数量级） 2. **实现流程** ```c CMPCR1 = 0x80; // 使能比较器 CMPCR2 = 0x03; // 设置正端接外部输入，负端接1.2V基准 while(!(CMPCR1 & 0x40)); // 等待比较完成 if(CMPCR1 & 0x20) { /* 检测到上升沿 */ } ``` --- ### 二、时间数字转换技术（TDC） 1. **基本原理** 利用高频时钟测量脉冲间隔： $$T_{pulse} = N \cdot T_{clk} + \Delta t$$ 其中$\Delta t$通过延迟线测量（精度可达100ps） 2. **STC实现方案** - 使用两个定时器级联（16位+8位模式） - 脉冲边沿触发定时器启停 ```c TMOD = 0x21; // Timer0模式1，Timer1模式2 TH1 = TL1 = 0; // 辅助定时器清零 while(PULSE_PIN); // 等待脉冲结束 pulse_width = (TH0<<8)|TL0; // 获取主计数值 ``` --- ### 三、等效时间采样法 1. **适用于重复脉冲** - 通过相位偏移实现超采样： $$\Delta \phi = \frac{2\pi}{N} \quad (N为采样次数)$$ - 重建信号的时间分辨率提升公式： $$t_{res} = \frac{T_{ADC}}{N}$$ 2. **软件实现** ```c for(int i=0; i<32; i++) { delay_us(i*0.1); // 步进延迟 adc_buf[i] = ADC_Read(); } ``` --- ### 四、数字解调技术 1. **正交解调法** - 对脉冲进行I/Q分解： $$I = \sum_{n=0}^{N-1} s[n] \cdot \cos(2\pi f_0 n)$$ $$Q = \sum_{n=0}^{N-1} s[n] \cdot \sin(2\pi f_0 n)$$ - 脉冲能量检测： $$E = I^2 + Q^2 > Threshold$$ 2. **代码优化** 使用查表法替代实时计算三角函数 --- ### 五、随机等效采样法 1. **硬件要求** - 需外接高速采样保持电路（如AD585） - 触发抖动控制在1ns以内 2. **实现步骤** ```mermaid graph TD A[脉冲触发] --> B[随机延时] B --> C[采样保持] C --> D[低速ADC转换] D --> E[数据拼接] ``` --- ### 六、压缩感知算法 1. **适用场景** 脉冲出现概率<5%的稀疏信号 2. **实现流程** - 构造测量矩阵$\Phi \in R^{M×N} (M<<N)$ - 重构算法： $$\min \Vert x \Vert_1 \quad s.t. \quad y = \Phi x$$ - 使用OMP(正交匹配追踪)算法恢复信号 --- ### 七、光子计数法（扩展方案） 1. **硬件组成** - 光电倍增管或APD探测器 - 高速比较器（如TLV3501，传播延迟4.5ns） 2. **电路设计要点** - 雪崩式放大电路： $$V_{out} = V_{cc} \cdot (1 - e^{-t/R_fC_f})$$ - 温度补偿网络防止误触发 --- ### 方案选型对比表 | 方法 | 最小脉宽 | 资源消耗 | 成本 | 适用场景 | |--------------------|---------|---------|-------|---------------------| | 模拟比较器 | 50ns | 低 | $ | 单次突发脉冲 | | TDC | 10ns | 高 | $$ | 精密时间测量 | | 压缩感知 | 1μs | 中 | $ | 稀疏重复信号 | | 光子计数 | 1ns | 高 | $$$$ | 光信号检测 | **注**：对于脉宽小于ADC转换时间的超短脉冲（计算公式：$T_{min} = (采样周期+13)/f_{ADC}$），建议优先采用比较器+TDC的组合方案。若需兼顾成本和性能，可考虑等效时间采样法配合数字解调算法实现。
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