在進行振動和聲學及各種物理量測試時，首先要對信號進行采集，這就要用到AD 數采系統。如何選擇合適的數采系統，既能滿足自己的使用要求，又要避免指標過高而用不上，造成經濟上的浪費，是很有學問的。

    AD 卡的各項指標包括和主機的連接方式，最高和最低采樣頻率，采樣通道數，動態范圍，通道的一致性，量程的檔位，本底噪聲的量級，幅值滿刻度的精度，線性一致性，支持輸入方式，輸入阻抗，有無程控濾波等，下面按其重要程度大致做一介紹，有些指標是相互關聯的。

    一．動態范圍和量程的檔位：

    一般來說，動態范圍是由AD 的位數決定的，12bit 的卡理論指標為72dB，但由于2~3bit噪聲位的影響，實際能達到的動態為54~60dB。6dB 代表可測量的動態范圍為2 倍，20dB 代表可測量動態范圍為10 倍。60dB 的動態測量范圍1000 倍，如這時的量程范圍為±1000mV，則最小可測量級為±1mV。

    常見采集卡的動態范圍列表如下:

    動態范圍也受卡本身本底噪聲和不同量程的影響。舉例如下，如果一塊12 位卡在量程為-1000mV~1000mV 時，本底噪聲為12dB，動態范圍為60dB。經過程控放大100 倍，量程變為-10mV~10mV，本底噪聲變為18dB，這時動態范圍為54dB。

    在工程中，目前16 位和24 位的卡是發展的主流方向，但位數越小，對量程的選擇越嚴格，需要的量程檔位也越多。量程選擇過小會造成過荷，過大會造成信噪比偏小。當前主流產品已是24 位卡。國際上的最高水準為24 位雙核，目前國內只有東方所首創研發出此種產品。因傳感器本身的動態范圍一般不會超過160dB，因此用24 位雙核的采集卡一檔量程就可進行測量，在測試過程中不用考慮量程問題。

    二、最高采樣頻率和最低采樣頻率：

    最高采樣頻率一般由AD 芯片決定，在其它條件同等的情況下，最高采樣頻率越高，價錢越貴。如果采集卡每路采用獨立的AD，一般來說，一道或多道同時采樣時最高采樣頻率SF 相等。如果是采用單AD 芯片，分頻采樣的形式，每道最高采樣頻率為單通道的的最高采樣頻率2SF 除以采樣通道數N，即SF/N。也即是說，同時采集的通道數越多，每道最高采樣頻率越低。最高采樣頻率滿足使用要求即可，一般來說，聲學信號需要40~50kHz 的最高采樣率，而對絕大多數振動信號，最高采樣率10kHz 就可滿足使用要求。對土木結構的振動信號，最高采樣頻率到1kHz 就綽綽有余了。超聲波或無線電信號測量，頻率可能需要用到20MHz 以上，這種較高頻的采集卡往往位數較低（8~12 位）。最低采樣頻率和采樣檔位的設定一般由軟件決定，普通軟件的最低采樣頻率由硬件最大可設的晶振數決定，但東方所的DASP 軟件因有變時基（VTB）專利技術則無此限制，在此頻段以下采樣頻率檔位豐富，并可做到滑動連續顯示。另外，需要特別提起注意的事項是，軟件顯示的采樣頻率必須和實際的采樣頻率完全一致，否則會引起頻率測試誤差。

    三、采樣通道數和通道一致性：

    當采樣通道數較多時，各通道間的一致性就是很重要的指標，各通道間的一致性包括幅值一致性和相位一致性，可通過將相同的定頻或白噪聲信號經過三通分別輸入到兩個不同的通道進行計量。幅值一致性可通過控制元器件的質量，對各道的滿刻度幅值和直流分量進行微調來達到。如果兩路信號采集時刻不同，就會產生相位差，造成相位不一致。為了避免相位不一致，有軟硬兩種方法。硬件的方法是采用每路獨立的AD 和一個AD 分頻采樣時每路加采樣保持器，兩種方法都可達到相位一致，但都需要對電路進行精心的設計。即使每路獨立的AD 方式，由于每路要用到多種電子器件，如各路元器件的一致性稍差或電路布局不合理，有時也會產生較大的相位差。采集卡相位是否一致關鍵是看所能達到的性能指標。采樣保持器為AD 卡設計中保持幅值和相位一致的常見技術。那種指責利用AD 分頻加采樣保持為“偽并行”的說法缺乏科學根據，拋出這種說法的人主要是基礎差、概念不清的緣故。如果分頻采樣時沒有加采樣保持器，則會產生幅值和相位誤差，這種狀態下可通過復雜的數字信號處理計算，用軟件編程進行移相和幅值補償，其所得結果可與硬件直接實現相當。

    四、程控濾波：

    帶程控濾波的采集卡主要有三種方式或幾種方式的組合使用。1.早期的儀器在采樣電路中加模擬抗混濾波電路。這種方式單獨使用時，濾波陡度必須大于80dB/OCT。2.目前最新采用ΔΣ的AD 芯片，采用64~256 倍“過采樣”，本身具有數字選抽濾波功能，即BDFWPS 技術，以速度換精度，有較大的動態范圍，濾波陡度可大于300dB/OCT。目前東方所INV-3018A 和INV-3018E 采集卡都采用此技術。3.有些所謂模數結合的濾波方法，用最高采樣速率采樣（約如100kHz），用DSP 處理進行數字選抽濾波，得到較低的采樣頻率。這種方法一般需要和第一種方式組合使用，否則超過最高采樣頻率一半的信號仍會產生無法剔除的低頻混迭。而且在高采樣率時采樣檔位少，濾波陡度遠達不到ΔΣ的濾波效果。不應和ΔΣ的濾波方式混淆。如果采集卡不帶程控濾波，如需進行頻域分析，而信號中含有高于采樣頻率一半的的成分，則在采樣前必須外接模擬抗混濾波器。

    五、幅值滿刻度的精度和線性一致性：

    滿刻度應和設計指標一致。線性一致性應包括不同頻率時以及不同大小時的一致性，需要專用的計量儀器才可以測量。

    六、本底噪聲：

    信號短路時的有效值和峰峰值的量級范圍。

    七、支持的輸入方式：

    除電壓外，有些卡還支持電荷，IEPE(ICP)等的輸入方式，高通濾波有時可選AC 和DC。有些卡還支持TEDS(傳感器電子數據表格，即智能傳感器)

    八、輸入阻抗：

    輸入阻抗不能太低，太低會使測量值偏小。

    九、和主機的連接方式:

    有PCI、PXI、以太網卡（LAN，LXI）、并口、1394 口、USB(1.0，2.0)等。目前USB2.0連接比較方便和實用。AD 數采系統的選擇應當以合用為原則。東方所目前有上百種數采系統，目前主要推薦產品為24bit 的INV-3018 系列。DASP 軟件也可和其它公司的AD 數采系統進行連接，主要是根據用戶的具體需求量身定制。目前已經和DASP 軟件連接的AD 數采系統已有數百種，包括NI公司大部分型號的采集系統和ADLink 公司的若干型號，以及許多其它廠家的產品。如果您想咨詢AD 數采系統的問題或希望將已購置數采系統與DASP 相連，歡迎和我們聯系(北京東方振動和噪聲技術研究所)