採集卡的工作原理主要涉及模擬信號到數位訊號的轉換以及數據的傳輸和處理。具體來說，採集卡首先通過其採集接口模組接收外部感測器或信號源的模擬信號，這可以是視頻、音頻、溫度、電壓、電流、振動等不同類型的信號。隨後，信號調理模組對採集到的模擬信號進行放大、濾波和隔離等處理，以消除噪聲和增強信號質量。接著，模數轉換器（ADC）將模擬信號轉換為數位訊號。ADC按照一定的採樣率對模擬信號進行採樣，並將每個採樣點的電壓值轉換為相應的數字值。
轉換後的數位訊號可以被存儲在內部存儲器（如RAM或Flash）或外部存儲器（如硬碟、固態硬碟）中。此外，採集卡通過其通信接口模組（如PCIe、USB、PCI、乙太網等）將數位訊號傳輸給計算機或其他設備進行處理。控制模組用於設定採樣率、採樣精度、觸發方式等參數，以滿足不同的套用需求。時鐘模組為採集卡提供穩定的時鐘信號，用於同步採樣和數據處理，以確保數據的準確性和一致性。
在視頻採集卡的特定套用中，如軟壓縮視頻採集卡，模擬視頻信號輸入後被轉換成數位訊號，然後通過PCI橋晶片進入PCI連線埠，最終傳輸到系統記憶體中，由CPU執行DVR軟體中的壓縮算法對視頻信號進行壓縮後存儲。而硬壓縮視頻採集卡則內置了視頻壓縮與解壓縮的電路結構，使用DSP晶片處理視頻壓縮，提供比軟壓縮更高的壓縮效率。
總的來說，採集卡是一種關鍵設備，它在計算機視覺和圖像處理領域發揮著至關重要的作用，能夠將各種模擬信號轉換為數位訊號，並進行存儲和處理。