DatenaufnahmeInterfaces

Datenaufnahme-Interfaces bezeichnen eine Gruppe von Hardware- und Softwarekomponenten, die zur Erfassung von Messdaten aus Sensoren, Messgeräten oder anderen Quellen in Computersysteme dienen. Sie bilden die Schnittstelle zwischen der realen Welt und digitalen Prozessen, ermöglichen die Erfassung, Speicherung und Weiterverarbeitung von Signalen und Daten.

Die Architektur umfasst Front-End-Schnittstellen, Signalaufbereitung, Digitalisierung (ADC/DAC), Synchronisierung, Pufferung und eine Host-Verbindung. Signalaufbereitung umfasst oft Verstärkung, Filtering, Rauschunterdrückung und galvanische oder optische Isolation. Die Digitalisierung wandelt analoge Signale in digitale Werte um, während Zeitstempelung und Triggerung eine präzise Synchronisierung sicherstellen. Die Daten gelangen über einen Host-Interface-Bus in den Computer oder eingebettete Systeme, z. B. USB, Ethernet, PCIe oder spezialisierte Busse wie PXI.

Zu den typischen Interfaces gehören analoge Eingänge, digitale Eingänge/ausgänge, gemischte Signale sowie modulare Frontends in Mess- oder Automatisierungsumgebungen. Gebräuchliche Busse sind USB, Ethernet, PCIe, PCI/CompactPCI, PXI und CAN/CAN FD, RS-232/RS-485 sowie GPIB in älteren Laboren. Wireless-Optionen existieren ebenfalls, etwa für begrenzte Messaufgaben. Oft kommen spezialisierte Protokolle und Standards wie SCPI zur Steuerung, sowie Schnittstellenstandards für modulare Systeme (PXI/compactPCI) zum Einsatz.

Wichtige Leistungsparameter sind Abtastrate, Auflösung, Dynamikbereich, Rauscharmut, Kanalanzahl, Genauigkeit und Isolationssicherheit. Timing-Anforderungen, Synchronisation, Datenfluss und Speicherkapazität beeinflussen die Wahl der Datenaufnahme-Interfaces. Anwendungen finden sich in der Laborforschung, Industrieautomation, Fahrzeugprüfung, Umweltüberwachung und Robotik.

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