数据采集卡是虚拟仪器进行测试必不可少的核心硬件设备，它将输入进来的标准模拟信号经过一系列的信号调理，数据转换输入到虚拟仪器的采集系统。

    一般来说，数据采集卡作为虚拟仪器的核心硬件设备，其主要功能有三：其一是由衰减器和增益可控放大器进行量程自动变换；其二是由多路转换器（MUX）为完成对多点多通道信号的分时采样；其三是将信号的采样值由A/D转换器转换为幅值离散化的数字量，或由V/F转换器转换为脉冲频率，以适应计算机工作，或者由D/A转换器输出控制信号。

    数据采集卡的基木结构框图如图1所示。与数据采集系统相对应，数据采集卡木身将模拟输入通道、信号调理电路、采样/保持、A/D转换以及控制逻辑单元的时钟、总线接口和控制器集为一体，从而实现了一个完整测量系统的硬件电路。下面分别介绍这此组成单元的原理和作用。

    1)模拟输入通道：数据采集卡的模拟输入通道也叫多路转换器（MUX），它是由一类受控制而将模拟信号接通或断开的模拟开关构成的。一般采用的是半导体器件构成的无触点式电子模拟开关。通过模拟开关的控制电路可以来选择任意通道的开合。从而实现多路或单路采集的功能。

    2)信号调理器：通常数据采集卡自身就带了信号调理电路，其主要包括：增益、偏移和滤波。传感器输入时提供激励电压，输入的模拟信号通过信号调理器，经过放大、滤波之后变成了标准信号，进入采样/保持和A/D转换器。

    3)采样/保持和A/D转换：这是数据采集卡的核心电路，是数据采集系统的关键组成单元。采样/保持电路将输入的连续标准模拟信号变换成时间上离散的采样信号。A/D转换则是将经过了采样/保持后，将幅值仍然在采样时间内是连续的模拟信号转换成数字信号，将采样信号的幅值用二进制代码来表示。

    4) FIFO(先进先出缓冲器)：经过A/D转换后，数字值首先通过FIFO。FIFO保证了数据的完整性，有效的减小了在完成了A/D变换后数据丢失的可能性。

    5)总线接口和控制器：总线接II是各种采集卡与PC相连接的方式，目前数据采集卡的接II方式有：PCI、PXI、SCXI、PCMCIA以及USB等。控制器是采样/保持、A/D转换器和D/A转换器等电路的核心。它完成采样/保持、A/D转换器和D/A转换器的控制功能。根据对采样速率的要求，其控制方式分为：无条件采样、中断方式、查询方式和直接存储器存取(DMA)方式。在高速率数据采集卡中，一般都采用DMA控制方式。

    6)D/A转换器：将A/D转换后的数字信号转换成电压或电流等模拟信号，可将转换后的模拟信号送入执行机构进行控制或调节。