Spezifikationen im Detail: NI Multifunktions-I/O (MIO) DAQ

Überblick

Die Spezifikationshandbücher für NI Multifunktions-I/O-Geräte und -Module (MIO) zur Datenerfassung (DAQ) liefern die technischen Details, die für die Bestimmung oder die Auswahl des DAQ-Geräts oder -Moduls erforderlich sind, das für Ihre Anwendung am besten geeignet ist, und dienen bei der Systementwicklung als Referenz für die Validierung der Geräte- bzw. Modulleistung. Dieses Dokument stellt Definitionen der verwendeten Terminologie in einem Glossarformat bereit, um die Bedeutung und die Relevanz der einzelnen Spezifikationen eingehender zu erklären.

Contents

Einführung

Dieses Handbuch ist in die gleichen Abschnitte unterteilt wie die meisten NI-Spezifikationshandbücher. Die folgenden Begriffe und Definitionen sind in alphabetischer Reihenfolge aufgeführt, können jedoch in den Spezifikationshandbüchern in einer anderen Reihenfolge erscheinen. Dieses Handbuch gilt ausschließlich für MIO-DAQ-Geräte und -Module der Produktfamilien 60xx, 61xx, 62xx und 63xx (vormals B-, E-, S-, M- und X-Serie). Bei anderen NI-Produktfamilien wie cDAQ- und cRIO- Chassis und -Controllern, den Modulen der C-Serie 91xx, 92xx und 94xx, dem Multifunktions-RIO 78xx der R-Serie, Digitalmultimetern, Oszilloskopen/Digitizern und sonstigen Instrumenten werden möglicherweise andere Terminologien oder Methoden für die Erstellung von Spezifikationen verwendet. Dieses Handbuch sollte daher nicht als Referenz für andere Geräte und Module als die der MIO-DAQ-Familie benutzt werden.

In diesem Handbuch werden die Geräte NI 6361 und NI 6363 als Referenz verwendet. Wenn Sie die betreffenden Gerätespezifikationen einsehen möchten, können Sie dies über den folgenden Link tun: Spezifikationen für NI 6361 und NI 6363.


Grundlegendes zur Spezifikationsterminologie

Zunächst ist es wichtig, den kategorialen Unterschied zwischen verschiedenen Spezifikationsarten zu verstehen. NI definiert die Fähigkeiten und die Leistung seiner Test- und Messinstrumente jeweils als Spezifikationen, als typische Spezifikationen und als charakteristische oder Zusatzspezifikationen. Weitere Einzelheiten dazu, welche Spezifikationen gewährleistet werden oder typisch sind, finden Sie in den Spezifikationshandbüchern Ihrer jeweiligen Geräte.

  • Spezifikationen bezeichnen die gewährleistete Leistung des Instruments innerhalb des empfohlenen Kalibrierintervalls und unter den angegebenen Betriebsbedingungen.
  • Typische Spezifikationen sind Spezifikationen, die von den meisten Instrumenten innerhalb des empfohlenen Kalibrierintervalls und unter den angegebenen Betriebsbedingungen eingehalten werden. Für typische Spezifikationen wird keine Gewähr übernommen.
  • Charakteristische oder Zusatzspezifikationen bezeichnen grundlegende Funktionen und Eigenschaften des Instruments, die im Rahmen der Konstruktion oder bei der Entwicklung festgelegt und in der Prüf- oder Justierphase nicht evaluiert wurden. Sie enthalten Informationen, die für einen angemessenen Einsatz des Instruments relevant sind, auf den in früheren Definitionen kein Bezug genommen wurde.


Spezifikationen zum analogen Subsystem

MIO-DAQ-Geräte und -Module von NI können über einen analogen Eingang, eine analoge Ausgabe oder eine Kombination beider Systeme verfügen. Es gibt Spezifikationen, die nur für das jeweilige Subsystem gelten, aber auch einige Spezifikationen, die für beide Subsysteme gelten. Dieser Abschnitt ist in drei Unterabschnitte gegliedert, in denen die allgemeinen Spezifikationen einerseits im Hinblick auf die analoge Eingabe und andererseits im Hinblick auf die analoge Ausgabe behandelt werden.

Analoge Eingabe und analoge Ausgabe

Absolute Genauigkeit über den gesamten Bereich

Die Genauigkeit gibt an, wie nahe der Wert einer Messung am richtigen Wert ist. Die absolute Genauigkeit über den gesamten Bereich ist eine berechnete theoretische Genauigkeit unter der Annahme, dass der gemessene Wert die maximale Spannung ist, die in einem gegebenen Bereich unterstützt wird. Die Genauigkeit einer Messung ändert sich, wenn sich die Art der Messung selbst ändert. Um einen Vergleich zwischen verschiedenen Geräten ziehen zu können, wird daher die Genauigkeit über den gesamten Bereich geprüft. Dabei ist zu beachten, dass die absolute Genauigkeit über den gesamten Bereich auf Annahmen hinsichtlich der Umgebungsvariablen, wie z. B. einer Betriebstemperatur von 25 °C, basiert, die in der Praxis unterschiedlich sein können.

  • Positiver Maximalwert im Nennbereich: der ideale positive Maximalwert, der in einem bestimmten Bereich gemessen werden kann
  • Negativer Maximalwert im Nennbereich: der ideale negative Maximalwert, der in einem bestimmten Bereich gemessen werden kann
  • Verbleibender Verstärkungsfehler: dem Instrumentenverstärker inhärenter Verstärkungsfehler, der bekanntlich nach einer Selbstkalibrierung auftritt
  • Verstärkungs-Temperaturkoeffizient: der Koeffizient, der angibt, wie sich die Temperatur im Verhältnis zur Temperatur bei der letzten Selbstkalibrierung auf die Verstärkung auswirkt
  • Verbleibender Offset-Fehler: der dem Instrumentenverstärker inhärente Offset-Fehler, der bekanntlich nach einer Selbstkalibrierung auftritt
  • Bezugs-Temperaturkoeffizient: der Temperaturkoeffizient, der angibt, wie genau eine Messung bei einer spezifischen Temperatur im Vergleich zur Temperatur bei der letzten externen Kalibrierung ist
  • INL-Fehler (relative Genauigkeitsauflösung): die maximale Abweichung vom idealen Ausgangswert am Spannungsausgang eines A/D-Wandlers. Kann als Worst-Case-DNL aufgefasst werden. Siehe auch: DNL
  • Offset-Temperaturkoeffizient: der Temperaturkoeffizient, der angibt, wie sich die Temperatur bei einer A/D-Wandlung im Vergleich zur Temperatur bei der letzten Selbstkalibrierung auf den Offset auswirkt
  • Zufalls-/Systemrauschen: zusätzliches Systemrauschen, das vom analogen Front-End erzeugt wird, gemessen mittels Erdung des Eingangskanals

Beispiel

Das NI PXIe-6363 hat einen Bereich von ±0,5 V. Die absolute Genauigkeit über den gesamten Bereich wird unter der Annahme berechnet, dass das gemessene Signal 0,5 V beträgt. Die absolute Genauigkeit über den gesamten Bereich von ±0,5 V beträgt 100 µV.

Siehe auch

Wie werden die absolute Genauigkeit und die Systemgenauigkeit berechnet?


Auflösung von Analog/Digital-Wandlern (A/D-Wandlern)

Die Auflösung ist die kleinste Differenz im Eingangssignal, die ein Gerät oder ein Sensor erkennen kann. Bei A/D-Wandlern hängt die Auflösung von der zur Darstellung des Analogsignals verwendeten Bitanzahl ab.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 ist ein 16-Bit-Gerät. Dies bedeutet, dass die kleinste Amplitudenänderung, die im ±5-V-Bereich erfasst werden kann, 0,152 mV beträgt. Im ±0,1-V-Bereich beträgt dieser Wert 3,05 µV.


Gleichtaktunterdrückungsrate (CMRR)

Wenn an den positiven und negativen Eingängen eines Verstärkers das gleiche Signal festgestellt wird, gibt die CMRR an, wie viel von diesem Signal in der endgültigen (in der Regel in dB gemessenen) Ausgabe unterdrückt wird. Ein idealer Verstärker würde 100 % des Gleichtaktsignals beseitigen, dies ist jedoch in der Praxis nicht erreichbar.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 hat eine CMRR von 100 dB. Das bedeutet, dass es Gleichtaktspannungen um das 100.000-fache dämpfen wird. Wenn es sich beim gemessenen Signal um eine 5-Vpk-Sinusschwingung handelt und die Offset- oder Gleichtaktspannung zwischen dem positiven und dem negativen Eingang 5 VDC beträgt, wird die 5-VDC-Eingabe vom endgültigen Ausgang bis auf 5 µV unterdrückt oder gedämpft. Die CMRR wird in Genauigkeitsableitungen nicht eingeschlossen und sollte separat berücksichtigt werden, wenn das gemessene Signal Gleichtaktspannungen enthält.


Umwandlungsintervall

Die bei einer Mehrkanalmessung zwischen den Kanälen erforderliche Einschwingzeit.

Beispiel

Das PCI-6221 hat abhängig von der vom Benutzer verlangten Genauigkeit ein Umwandlungsintervall von 4 bis 7 µs.

Siehe auch

Terminologie zum Sampling bei der Datenerfassung


Kopplung

Eine Eigenschaft der Schnittstelle zweier Schaltungen, durch die definiert wird, welche Signalarten von einer Seite der Schnittstelle zur anderen geleitet werden. In der Regel gibt es dabei zwei Möglichkeiten:

  • DC-Kopplung: Hierbei werden sowohl AC- als auch DC-Signale weitergeleitet.
  • AC-Kopplung: Hierbei werden nur AC-Signale weitergeleitet, was zu einer Hardware-Implementierung führt, bei der der Gleichspannungsanteil eines Signals entfernt wird.

Einige Geräte verfügen über eine per Software auswählbare Kopplung, andere haben dagegen entweder nur AC oder nur DC.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 besitzt sowohl am Analogeingang als auch am Analogausgang DC-Kopplungen. Es unterstützt weder am einen noch am anderen eine AC-Kopplung.

Siehe auch

Grundlegende Informationen zur AC- und zur DC-Kopplung


Übersprechen

Das Maß dafür, wie stark ein Signal auf einem Kanal in einen Nachbarkanal einkoppeln oder diesen beeinflussen kann. Ein Übersprechen liegt immer dann vor, wenn ein Signal mit veränderlicher Amplitude auf einem Draht oder einer Leiterplattenbahn vorhanden ist, der bzw. die sich physisch in der Nähe eines anderen Drahts oder einer anderen Leiterplattenbahn befindet.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 hat eine Übersprechspezifikation von -75 dB für benachbarte Kanäle und von -95 dB für nicht benachbarte Kanäle. Das bedeutet, dass der Kanal ai2 eine Übersprechspezifikation von -75 dB zwischen den Kanälen ai1 und ai3 und eine Übersprechspezifikation von -95 dB gegenüber allen anderen ai-Kanälen hat.


Datenübertragungsmodi

NI-Geräte übertragen Daten bidirektional vom Gerät zum Computer (bei der Eingabe) und vom Computer zum Gerät (bei der Ausgabe). Je nach Bus (USB, PXI Express usw.) werden unterschiedliche Datenübertragungsmodi angewandt. Einige Bussysteme können mehrere Übertragungsmodi unterstützen. Weitere Informationen über spezifische Übertragungsmodi finden Sie in der NI-DAQmx-Hilfedokumentation.

Beispiel

Das USB-6341 unterstützt USB-Bulk-Transfers (Signalstrom) und programmgesteuerte I/O-Datenübertragungen. Das NI PXIe-6363 unterstützt direkten Speicherzugriff (DMA) und programmgesteuerte I/O.

Siehe auch

Was ist Scatter-Gather-DMA (Direkter Speicherzugriff)?


Differenzielle Nichtlinearität (DNL)

Die Differenz zwischen der idealen Schrittweite eines D/A-Wandlers (zur Berechnung der Schrittweite siehe Auflösung von Digital/Analog-Wandlern (D/A-Wandlern)) und dem tatsächlich ausgegebenen Wert (in der Regel in LSB gemessen). Die ideale DNL eines D/A-Wandlers würde 0 LSB betragen.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 hat eine DNL von ±1 LSB. Dies bedeutet für jeden vom D/A-Wandler ausgegebenen Wert, dass der tatsächliche Wert um ±1 LSB vom programmierten Wert abweichen kann. Wenn der Benutzer den D/A-Wandler beispielsweise so programmiert, dass er im ±5 V-Bereich einen Wert von 1 V ausgibt, kann die Ausgabe (Genauigkeitseffekte nicht eingeschlossen) zwischen den folgenden Werten liegen:

Die INL ist die Gesamtwirkung der DNL. Daher wird die INL-Spezifikation häufig bei Genauigkeitsberechnungen verwendet. Beim NI PXIe-6363 beträgt die INL-Spezifikation in der Genauigkeitstabelle 64 ppm bzw. 4 LSB des angewandten Bereichs.


Auflösung von Digital/Analog-Wandlern (D/A-Wandlern)

Die Anzahl der Bits, durch die ein analoges Signal bei der Umwandlung von einem Digitalwert dargestellt wird.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 verwendet 16-Bit-D/A-Wandler. Dies bedeutet, dass es 216 diskrete Werte gibt, die im Bereich von ±5 V, von ±10 V oder einer vom Benutzer vorgegebenen Spannung ausgegeben werden können.

Siehe auch

Erzeugen eines Signals: Funktionsgeneratortypen und Hinweise zu D/A-Wandlern und sonstiger gebräuchlicher Terminologie


FIFO-Kapazität (analog)

NI-DAQ-Geräte können bei der Ausführung analoger Eingabe- und analoger Ausgabe-Tasks Daten in einem geräteeigenen FIFO speichern.

  • Bei Eingabe-Tasks wird dieser FIFO zum Puffern von Daten verwendet, bevor die NI-DAQmx-Treibersoftware die Daten an einen vorab zugewiesenen Ort im RAM, den so genannten PC-Puffer, überträgt.
  • Bei Ausgabe-Tasks können die Daten, deren Erzeugung ein Benutzer anfordert, in einer Kombination aus FIFO- und PC-Puffer gepuffert werden.

Geräte mit Eingangs- und Ausgangskanälen haben für jedes Subsystem einen dedizierten FIFO. Das FIFO wird jedoch von allen Kanälen innerhalb dieses FIFOs gemeinsam genutzt. Im Fall der analogen Eingabe implementiert der Treiber NI-DAQmx Datenübertragungsmodi, um sicherzustellen, dass die im FIFO gespeicherten Daten schnell genug in den PC-Puffer übertragen werden, damit es keinen Überlauf im geräteeigenen FIFO gibt. Im Fall der analogen Ausgabe implementiert der Treiber NI-DAQmx Datenübertragungsmodi, um sicherzustellen, dass die Daten im PC-Puffer schnell genug in den geräteeigenen FIFO übertragen werden, damit es keinen Underrun im FIFO gibt. Im Fall der analogen Ausgabe gibt es vom Benutzer auswählbare Merkmale, durch die festgelegt werden kann, ob der PC-Puffer überhaupt genutzt werden soll und ob nur aus dem geräteeigenen FIFO ein einzelner Signalverlauf regeneriert werden soll.

Beispiel

Das NI-PXIe-6363 verfügt über einen Eingangs-FIFO mit 2.047 Samples. Das bedeutet, dass ein Eingabe-Task mit vier Kanälen, bei dem Daten mit einer Rate von 1.024 S/ch/s erfasst werden, den geräteeigenen FIFO in weniger als einer halben Sekunde zum Überlaufen bringt:

Der NI-DAQmx-Treiber nutzt die DMA, um Daten aus dem FIFO in den geräteeigenen Computer-Arbeitsspeicher, den so genannten Puffer, zu übertragen und so einen Überlauf zu vermeiden.

Siehe auch

Konfigurieren der Eigenschaft Datenübertragungs-Anforderungsbedingung in NI-DAQmx
FIFO für Signalverlaufserfassung (digitale Erfassung)
FIFO für Signalverlaufserzeugung (Digitalausgabe)


Eingangsruhestrom

Eine Folge der endlichen Eingangsimpedanz besteht darin, dass das Gerät eine geringe Strommenge benötigt, um ein Signal erkennen zu können. Theoretisch sollte dieser Wert 0 A betragen, in der Praxis ist das jedoch nicht möglich.

Beispiel

Das NI-PXIe-6363 hat einen Eingangsruhestrom von ±100 pA. Das bedeutet, dass jeder vom NI PXIe-6363 gemessene Sensor, um korrekt digitalisiert werden zu können, in der Lage sein muss, über seinen gesamten Spannungsausgangsbereich mindestens diesen Strom zu liefern.


Eingangsstrom bei Überspannung

Wenn sich das Gerät in einem Überspannungszustand befindet, ist dies die spezifizierte Strommenge, die das Gerät zieht.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 zieht in einem Überspannungszustand maximal ±20 mA pro Pin. Eine Überschreitung dieses Wertes kann die Schädigung kritischer Bauelemente zur Folge haben.


Eingangsimpedanz

Die Eingangsimpedanz gibt an, in welchem Maße die Eingangsschaltung verhindert, dass Strom zur Masse des Analogeingangs durchfließt. Bei einem idealen A/D-Wandler sollte dieser Wert unendlich sein – d. h., vom Eingang zur Masse fließt kein Strom – in der Praxis ist dies jedoch nicht möglich. Eine endliche Eingangsimpedanz bedeutet, dass der A/D-Wandler in einem gewissen Grad die Schaltung belastet, und zwar insbesondere im Fall einer hohen Ausgangsimpedanz. Sensoren haben in der Regel eine niedrige Ausgangsimpedanz.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 hat eine Eingangsimpedanz von Zin > 10 G Ω. Unter der Annahme des Worst-Case-Szenarios der niedrigsten Eingangsimpedanz kann eine Messung gegen Masse als die folgende vereinfachte Schaltung betrachtet werden, wobei ein Sensor mit einer Ausgangsimpedanz Zout = 150 Ω angenommen wird.

Beispiel für DAQ-Gerät-Eingangsimpedanz

Die Kombination des Sensorausgangs und des Eingangs des DAQ-Geräts in Reihe bedeutet, dass die Spannung zwischen den beiden Impedanzwerten aufgeteilt wird, wobei die größere Impedanz den größten Teil der Spannung trägt. Das bedeutet, dass, wenn die Empfindlichkeit dieses Sensors 20 °C/V beträgt und er 100 °C misst (indem er 5 V ausgibt), die vom DAQ-Gerät gemessene Spannung die Ausgangsspannung multipliziert mit dem Verhältnis der Eingangsimpedanz zur Summe der Impedanz von DAQ-Eingang und Sensorausgang ist:

Diese Messdifferenz von 75 nV entspricht einem nahezu vernachlässigbaren impedanzbedingten Messfehler von 0,5 °C.

Um an einem Beispiel zu veranschaulichen, wann die Eingangsimpedanz zu einer wichtigen Spezifikation wird, nehmen wir den hypothetischen Fall an, dass ein Sensor eine extrem hohe Ausgangsimpedanz hat, z. B. 5 GΩ. Der Anschluss des DAQ-Geräts an einen Sensor mit einer solchen extrem hohen Ausgangsimpedanz führt dazu, dass eine 5-V-Nennausgabe des Sensors als 3,33 V gelesen wird, was einem hypothetischen Messfehler von 33,4 °C entspricht.


Maximale Ausgaberate

Im Fall der Analogausgabe gibt die Ausgaberate an, wie viele Samples pro Sekunde der D/A-Wandler in analoge Spannungs- oder Stromwerte umsetzt. Die meisten Geräte von NI verfügen über einen einzigen D/A-Wandler pro analogem Ausgangskanal, teilen sich jedoch alle den FIFO, in dem die analogen Ausgabedaten gespeichert werden. Die Ausgaberate kann zuweilen durch die Rate, mit der Daten aus diesem FIFO gelesen und an die verschiedenen geräteeigenen D/A-Wandler übertragen werden können, begrenzt sein, wenn mehrere AO-Kanäle auf demselben Gerät verwendet werden. Die Ausgaberate wird, wenn die Ausgabe von einem einzelnen Kanal erfolgt, in Samples pro Sekunde (S/s) oder, wenn die Ausgabe von mehreren Kanälen erfolgt, in Samples pro Sekunde pro Kanal (S/s/ch) gemessen.

Zum analogen Eingangsäquivalent siehe Sample-Rate.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 hat vier analoge Ausgangskanäle.

  • Wird ein einzelner Kanal verwendet, beträgt die Ausgaberate auf diesem Kanal 2,86 MS/s.
  • Werden drei Kanäle mit Analogausgang verwendet, beträgt die maximale Ausgaberate 1,54 MS/s/ch. Die Ausgaberate wird zunehmend durch die Rate begrenzt, mit der Daten aus dem FIFO gelesen und an die verschiedenen D/A-Wandler gesendet werden können, je mehr Kanäle der Scan-Liste hinzugefügt werden.

Maximale Arbeitsspannung

Die maximale Arbeitsspannung ist der Gesamtspannungspegel, den ein Gerät auf jedem analogen Eingangskanal tolerieren kann, bevor die Gültigkeit der Daten auf anderen Kanälen problematisch wird. Die Kombination aus dem zu messenden Signal und einer beliebigen Gleichtaktspannung gegenüber AI GND sollte diese maximale Arbeitsspannungsspezifikation nicht überschreiten, damit die Genauigkeit auf anderen Kanälen gewährleistet bleibt. Es ist zu beachten, dass die maximale Arbeitsspannung unabhängig vom Eingangsbereich des Geräts ist. 

Beispiel

Eine Sinuswelle von 10 Vpk mit 2,5-VDC-Gleichtakt wird an einem PXIe-6363 gemessen, der eine maximale Arbeitsspannung von ±11 V hat, wie nachstehend dargestellt:

Spezifikationen der maximalen Arbeitsspannung im Detail

Die Kombination der beiden Signale erreicht einen Spitzenwert von +12,5 V, der die maximale Arbeitsspannung übersteigt. Durch eine Überschreitung der maximalen Arbeitsspannung wird die Gültigkeit der Daten auf anderen Multiplexkanälen gefährdet, da der Multiplexer dann wegen Überladung nicht genügend Zeit zum Einschwingen hat. 

Siehe auch

Überspannungsschutz
Eingangsbereich


Monotonie

Durch die Monotonie wird gewährleistet, dass bei ansteigenden D/A-Wandler-Codes auch die Ausgangsspannung ansteigt.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 gewährleistet, dass die Ausgangsspannung mit den D/A-Wandler-Codes ansteigt. Beispielsweise nimmt eine Rampenfunktion je nach Richtung der Rampe immer entweder zu oder ab.


Ausgangsstrom

Bei der analogen Ausgabe ist der Ausgangsstrom die maximale Strommenge, die das Gerät ziehen oder liefern kann. Der Strom, der zur Aufrechterhaltung der programmierten Ausgangsspannung erforderlich ist, wird durch die verbundene Last – einschließlich der Ausgangsimpedanz – in Kombination mit der programmierten Spannung bestimmt.

Die programmierte Ausgangsspannung ist gewährleistet, wenn die Stromstärke unterhalb der spezifizierten Ausgangsstromstärke bleibt. Durch eine Überschreitung der Ausgangsstromstärke gerät das Gerät in einen Zustand der Übersteuerung, in dem die Ausgangsspannung nicht mehr garantiert ist.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 kann von jedem analogen Ausgabekanal ±5 mA beziehen. Für den ±10-V-Bereich bedeutet dies, dass die niedrigste Gesamtimpedanz, die bei Vollaussteuerung erreicht werden kann, durch die höchste Ausgangsleistung, d. h. den stärksten Strom und die höchste Spannung, bestimmt wird:

Angesichts der Ausgangsimpedanz des PXIe-6363 ist die niedrigste Anschlussimpedanz, die bei Vollaussteuerung erreicht werden kann, die Differenz zwischen der Mindestlast und der Ausgangsimpedanz:

Siehe auch

Übersteuerungsstrom


Ausgangsimpedanz

Die Ausgangsimpedanz ist die Impedanz, die wie nachstehend dargestellt, effektiv in Reihe mit einem analogen Ausgangskanal liegt:

Beispiel für NI DAQ-Gerät-Ausgangsimpedanz

 Durch eine niedrige Ausgangsimpedanz kann mehr von der erzeugten Spannung über die Last des Analogausgangs abgegeben werden. Es ist wichtig, die Ausgangsimpedanz zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass der gewünschte Spannungspegel erreicht wird.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 hat eine Ausgangsimpedanz von 0,2 Ω. Das bedeutet, dass bei einer angeschlossenen Last mit einer Impedanz von 500 Ω und einer vom Benutzer spezifizierten Spannung von 1 V die tatsächliche Spannung an der Last um 0,9996 V, d. h. 0,4 mV, niedriger als erwartet wäre. Bei dieser Spannung werden dem Gerät auch 1,99 mA entnommen.


Übersteuerungsstrom (Kurzschlussstrom)

Wenn die Summe aus Ausgangs- und Lastimpedanz zu niedrig ist, sodass dem Gerät mehr Strom entnommen wird, als durch die Ausgangsstromstärke vorgegeben ist, tritt das Gerät in einen Übersteuerungszustand ein. Der Übersteuerungs- oder Kurzschlussstrom ist die maximale Strommenge, die das Gerät ohne Beschädigung bereitstellen kann. Im Übersteuerungszustand fällt die Spannung mit zunehmender Stromaufnahme ab. 

Durch eine Überschreitung des Übersteuerungsstroms kann das Gerät beschädigt werden. NI empfiehlt, das Gerät stets im Rahmen der Spezifikation für die Ausgangsstromstärke zu betreiben, um eine Beschädigung des Geräts zu vermeiden.

Beispiel

Das NI 6363 hat eine Übersteuerungsstromspezifikation von 26 mA. Durch eine Überschreitung dieses Werts, z. B. bei einem Kurzschluss, kann das Gerät beschädigt werden.

Siehe auch

Ausgangsstrom


Übersteuerungsschutz

Im Fall der analogen Ausgabe ist der Übersteuerungsschutz die maximale Spannung, die auf dem Kanal toleriert werden kann, bevor eine Beschädigung des Geräts eintritt. Diese Spezifikation ist höher als die tatsächliche Spannung, die im Fall einer unbeabsichtigten Spannungsrückführung programmiert werden kann.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 ist auf jedem einzelnen analogen Ausgangskanal bis zu ±25 V geschützt. Das bedeutet, dass es, solange die Spannung am Pin in Bezug auf AO GND innerhalb von ±25 V liegt, unabhängig davon, welche Spannung für die Ausgabe programmiert ist, zu keiner Beschädigung des Geräts kommt. Durch eine Überschreitung dieses Werts kann das Gerät beschädigt werden.


Überspannungsschutz

Die analogen Eingangsschaltkreise verfügen über Schutzdioden, die verhindern, dass die kritischsten Bausteine des Geräts, wie etwa der PGIA oder der A/D-Wandler, durch eine hohe Spannung beschädigt werden.

  • Wenn das Gerät eingeschaltet ist, werden diese Dioden mit einer positiven und negativen Spannung vorgespannt, d. h., es muss eine Spannung vorhanden sein, die größer als die Summe aus Vorspannung und Sperrspannung ist, bevor diese Dioden überlastet werden und beschädigt werden können.
  • Wenn das Gerät ausgeschaltet ist, wird die Vorspannung entfernt, sodass die für die Sperrung der Dioden erforderliche Spannung niedriger ist. Dadurch wird das Gerät anfälliger für Beschädigungen.

Im Überspannungszustand wird die maximale Strommenge, die ein Gerät ziehen kann, durch den Eingangsstrom während des Überspannungszustands bestimmt.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 hat einen Schutz bis zu ±25 V für zwei AI-Pins. Wenn an mehr als zwei AI-Pins eine Überspannung von mehr als ±25 V auftritt, kann das Gerät beschädigt werden. Während das Gerät ausgeschaltet ist, besteht ein geringerer Schutz in Höhe von ±15 V.


Einschaltzustand

Unter Einschaltzustand wird der Wert eines analogen Ausgangskanals nach dem Einschalten des Geräts und einer als Ein-/Ausschaltspitze bezeichneten Störungsdauer angegeben. Bevor das Gerät Strom vom Bus bezieht, wird der Wert am Ausgang in der Spezifikation der Einschaltspitze beschrieben.

Beispiel

Die Spannung an den analogen Ausgangskanälen des NI PXIe-6363 beträgt beim Einschalten ±5 mV.


Ein-/Ausschaltspitze

Beim Herstellen und beim Trennen Stromversorgung zum Gerät kommt es zu einem Störungssignal auf den analogen Ausgangskanälen.

  • Spannungsspitzenenergie-Betrag: die Spitzenamplitude, die ein Störungssignal während einer Störungszeitraums erreicht.
  • Spannungsspitzenenergie-Dauer: der Zeitraum bis zum Abklingen des Störungssignals innerhalb des Einschaltzustands

Beispiel

Das NI PXIe-6363 hat eine spezifizierte Spannungsspitze von 1,5 Vpk über 200 msDas NI USB-6363 hat eine spezifizierte Spannungsspitze von 1.5 Vpk über 1.2 s. Die Störungsdauer kann bei USB-Geräten aufgrund von Firmware-Updates und der USB-Host-Leistung länger als angegeben sein.


Bereich (Eingang oder Ausgang)

Bei analoger Eingabe ist dies der maximale positive und negative Wert, der mit garantierter Genauigkeit gemessen werden kann. Bei analoger Ausgabe ist dies der maximale positive oder negative Wert, der erzeugt werden kann. Manche Geräte haben mehrere Eingangs- oder Ausgangsbereiche, die verwendet werden können, um bei Signalen mit niedrigerem Pegel eine höhere Auflösung zu erzielen.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 hat sieben Eingangsspannungsbereiche: ±0,1 V, ±0,2 V, ±0,5 V, ±1 V, ±2 V, ±5 V und ±10 V. Es hat einen Ausgangsbereich: ±10 V.

Siehe auch

Auflösung von Analog/Digital-Wandlern (A/D-Wandlern)
Auflösung von Digital/Analog-Wandlern (D/A-Wandlern)


Abtastrate

Die Sample-Rate gibt an, wie oft ein A/D-Wandler Daten von analogen in digitale Werte umwandelt. Einige Geräte verfügen über nur einen A/D-Wandler, sodass die Sample-Rate von allen Kanälen gemeinsam genutzt wird, während andere Geräte einen dedizierten A/D-Wandler pro Kanal haben. Die Sample-Rate wird in Samples pro Sekunde (S/s) oder in Samples pro Sekunde pro Kanal (S/s/ch), wenn mehrere Kanäle erfasst werden.

  • Einzelkanal-Maximum: Bei einer gemeinsamen Sample-Rate über mehrere Kanäle kann ein einzelner Kanal Daten mit einer höheren Rate erfassen, als bei der gemeinsamen Nutzung möglich ist.
  • Mehrkanal-Maximum: Bei einem Gerät, das die Sample-Rate über alle Kanäle hinweg gemeinsam nutzt, ist dies die maximale Rate, mit der alle Kanäle zusammen Daten erfassen können.
  • Minimum: die Mindestrate, mit der Daten erfasst werden können

Zu den Entsprechungen bei der analogen Ausgabe siehe Maximale Ausgaberate.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 ist ein Multiplex-Gerät, d. h., die analogen Eingangskanäle sind in einen einzigen A/D-Wandler multiplexiert. Ein einzelner analoger Eingangskanal kann analoge Signale mit bis zu 2 Millionen Samples pro Sekunde (2 MS/s) abtasten. Bei Verwendung mehrerer Kanäle muss die Gesamtrate aus allen Kanälen unter 1 MS/s liegen (2 Kanäle können mit 500 kS/s/ch abtasten, 4 Kanäle können mit 250 kS/s/ch abtasten usw.).  Bei diesem Gerät gibt es keine minimale Sample-Rate.


Scan-Listen-Speicher

Die Anzahl der im Rahmen eines Tasks gescannten Kanäle wird als Scan-Listen-Speicher angegeben. Ein Task zur Erfassung von Analogsignalen kann viele virtuelle Kanäle in einer Sequenz enthalten, die als Scan-Liste bezeichnet wird. Die Scan-Liste kann denselben physikalischen Kanal viele Male enthalten, und die Samples können in beliebiger Reihenfolge genommen werden. Wenn der Task übergeben wird, wird diese Scan-Liste vorübergehend auf das DAQ-Gerät programmiert.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 verfügt über einen Scan-Listen-Speicher mit 4.095 Einträgen. Das bedeutet, dass eine Abtastung oder ein Sample-Taktsignal das Lesen von bis zu 4.095 physikalischen Kanälen auslösen kann, wenn alle physikalischen Kanäle in einem einzigen Task enthalten sind. Berücksichtigt man jedoch die Einschwingzeit bei Mehrkanalmessungen (bei einigen Geräten auch als Umwandlungsintervall bekannt), so würde dies die Sample-Rate auf ein Maximum von etwa 250 Hz begrenzen.


Einschwingzeit

Die Zeit, die erforderlich ist, bis sich ein analoger Ausgabewert innerhalb eines bestimmten Genauigkeitsgrades stabilisiert hat.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 hat eine Einschwingzeit eines Schritts über den Gesamtbereich bis innerhalb 1 LSB oder 15 ppm von 2 µs. Dies bedeutet, dass bei einer Schwingung über den gesamten ±5-V-Bereich (-5 V, 5 V, -5 V, 5 V usw.) die maximale Frequenz, die innerhalb von 1 LSB erzeugt werden kann, 1/(2 µs) = 500 kHz beträgt.


Einschwingzeit für Messungen an mehreren Kanälen

Die Zeitdauer, für die der A/D-Wandler mit den einzelnen Kanälen verbunden sein muss, wenn eine Mehrkanal-Erfassung durchgeführt wird.

Beispiel

Bei der Erfassung von Daten auf dem NI PXIe-6363 in einem Bereich von ±10 V muss der Multiplexer bis zu 1,5 µs lang auf einem einzigen Kanal bleiben, damit sich der Instrumentenverstärker mit programmierbarer Verstärkung (NI-PGIA) bei Bereitstellung eines Eingabeschritts über den gesamten Bereich innerhalb von 1 niedrigstwertigen Bit (LSB) des tatsächlichen Werts einschwingen kann.


Flankensteilheit

Die Flankensteilheit gibt die Änderungsrate für die analogen Ausgangskanäle in einem bestimmten Gerät an. Sie wird in der Regel in V/µs gemessen. Die Einschwingzeit für die Ausgabe wird unter Berücksichtigung der bereits in der Berechnung enthaltenen Anstiegszeit berechnet. Es ist wichtig, die Flankensteilheit beim Entwurf eines Systems für Hochfrequenzsignale mit hoher Amplitude zu berücksichtigen, da der große Amplitudenhub die Flankensteilheit für ein bestimmtes Gerät übersteigen kann.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 hat eine typische Flankensteilheit von 20 V/µs. D. h., die Hochfrequenz, die über den gesamten Bereich erzeugt werden kann, beträgt 1 MHz. Der Versuch, ein Signal über den gesamten Bereich mit höherer Amplitude auszugeben, führt zu einer unerwünschten Verzerrung.


Kleinsignal-Bandbreite

Der Frequenzbereich, der mit einer Dämpfung von weniger als -3 dB übertragen wird. Tests für Kleinsignal-Bandbreiten werden mit Niederspannungssignalen durchgeführt, sodass Verzerrungen der Flankensteilheit keine Rolle spielen.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 hat, wie nachstehend dargestellt, eine Kleinsignal-Bandbreite von 1,7 MHz:

Kleinsignal-Bandbreiten-Graph zum PXIe-6363


Spurious-Free Dynamic Range (SFDR)

Der Spurious-Free Dynamic Range (SFDR) ist der nutzbare dynamische Bereich, in dem das Grundsignal durch keine Störgeräusche gestört oder verzerrt wird. Sowohl analoge Eingangs- als auch analoge Ausgangsschaltungen weisen Nichtlinearitäten auf, die zu harmonischen Verzerrungen führen. Der SFDR ist im Frequenzbereich leicht zu erkennen:

Spurious-Free Dynamic Range (SFDR) technisches Rauschen grundlegendes Beispiel

Beispiel

Das PCI-6133 hat einen SFDR von ungefähr 95 dB. Nimmt man den untenstehenden Graph als Beispiel, so würde, wenn das Grundsignal bei 0 dB angelegt würde, das nächsthöhere technische Rauschen 95 dB niedriger auftreten – wodurch ein nutzbarer dynamischer Bereich ohne störende Interferenzen bereitgestellt würde.


Timing-Genauigkeit

Wenn auf einem NI-Messgerät ein Taktsignal für Timing-Signale erzeugt wird, liegt die tatsächlich erzeugte Frequenz innerhalb der Timing-Genauigkeit. Diese Spezifikation ist von der Gesamtgenauigkeit des geräteeigenen Quarzoszillators abgeleitet. Die Timing-Genauigkeit wird üblicherweise in Teilen pro Million (ppm) gemessen. Um diesen Genauigkeitswert in Hz umzurechnen, multipliziert man ihn mit dem durch 1.000.000geteilten Genauigkeitswert. Es ist nicht wahrscheinlich, dass sich die Frequenz des Takts von Zyklus zu Zyklus drastisch ändert.

Beispiel

Das PXIe-6363 hat eine Timing-Genauigkeit von 50 ppm. Bei einem Task zur Ausgabe von Analogsignalen mit einer Ausgaberate von 1.000 S/s läuft der Sample-Takt mit 1.000 Hz ±50 ppm. In Hz ergibt dies:


Timing-Auflösung

Die Sample- und die Ausgaberate für analoge Ein- und Ausgabe-Tasks sind bei Verwendung einer geräteeigenen Timing-Engine auf diskrete Werte beschränkt. Die Taktperiodendifferenz zwischen zwei benachbarten Raten wird als Timing-Auflösung bezeichnet. Der NI-DAQmx-Treiber erzwingt eine ausgewählte Frequenz bis zur nächsten verfügbaren Frequenz, wenn er nicht genau die vom Benutzer angegebene Frequenz erzeugen kann.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 hat eine angegebene Timing-Auflösung von 10 ns. Das bedeutet, dass es Daten mit ganzzahligen Vielfachen von 10 ns erzeugen oder erfassen kann. Beispielsweise sind 32.000,00 Hz und 32.010,2432... Hz zwei benachbarte Frequenzen, da ihre Taktperioden 31.250 µs bzw. 31.240 µs betragen. Um die nächste verfügbare Frequenz zu finden, addieren oder subtrahieren Sie die Timing-Auflösung zu einer bekannten Taktperiode.


Gesamtklirrfaktor (THD)

Aufgrund der inhärenten Nichtlinearitäten von A/D-Wandler- und D/A-Wandler-Bausteinen erscheinen in den gemessenen oder erzeugten Signalen Frequenzen der Harmonischen. Das Verhältnis der Summe der Leistungen dieser Harmonischen zur Leistung der Grundfrequenz wird als harmonischer Gesamtklirrfaktor bezeichnet.

Beispiel

Das PCI-6133 hat einen spezifizierten Klirrfaktor von ca. -101 dB. Das bedeutet, dass bei einem gegebenen Testsignal – in diesem Fall eine 10-kHz-Sinusschwingung über den gesamten Bereich – die Leistung im Signal, die der harmonischen Verzerrung zugeschrieben wird, weniger als 0,001% beträgt. Umgekehrt können über 99,999 % der gemessenen Leistung der Grundschwingung oder dem relevanten Signal zugeschrieben werden.



Spezifikationen zum digitalen Subsystem

MIO-DAQ-Geräte und -Module von NI können digitale Eingaben, digitale Ausgaben oder eine Mischung beider Systeme unterstützen. Sie unterstützen außerdem PFI-Leitungen (Leitungen programmierbarer Funktionsschnittstellen), die eine Möglichkeit bieten, digitale Signale über die Backplane zu leiten. Nachstehend finden Sie eine Aufstellung der gebräuchlichen Spezifikationen, von deren Definitionen und Beschreibungen dazu, wie die jeweiligen Spezifikationen in der Praxis verwendet werden könnten.

Sample-Takt der digitalen Erfassung

Bestimmt die Rate, mit der Daten zum digitalen Signalverlauf erfasst werden können. Diese Spezifikationen unterscheiden sich je nachdem, ob das Gerät USB- oder PCI-basiert ist (einschließlich PCI, PCI Express, PXI und PXI Express), voneinander. In der Regel gestatten PCI-basierte Geräte aufgrund des höheren kontinuierlichen Durchsatzes des Busses, der geringeren Wartezeit und der Implementierung von DMA-Datenübertragungen (Direct Memory Access) höhere Übertragungsraten digitaler Signalverläufe.

Beispiel

Das NI 6363 ist in drei Formfaktoren erhältlich: USB, PCI Express und PXI Express.

  • USB: Die Sample-Taktfrequenz kann je nach der Aktivität anderer Geräte auf dem Bus zwischen 0 und 1 MHz liegen. Wenn Sie beispielsweise Daten auf einer externen USB-Festplatte am selben USB-Hub protokollieren, an dem Ihr Gerät angeschlossen ist, können Sie möglicherweise nicht die volle Erfassungsrate von 1 MHz erreichen. Zur Erzielung der maximalen Leistung empfiehlt NI, das USB-DAQ-Gerät als einziges Gerät an einem USB-Root-Hub anzuschließen.
  • PCI Express und PXI Express: Die Sample-Taktfrequenz kann je nach der Aktivität anderer Geräte auf dem Bus zwischen 0 und 10 MHz liegen. Wenn beispielsweise während einer Erfassung eine große Datenmenge zur parallelen Verarbeitung an eine GPU gesendet wird, können Sie möglicherweise die volle Erfassungsrate von 10 MHz nicht erreichen. Zur Erzielung der maximalen Leistung empfiehlt NI, dass alle Geräte Daten in dieselbe Richtung senden, wenn ein PCI-Express- oder PXI-Express-Gerät am selben Switch wie andere Geräte angeschlossen ist.

Sample-Takt der digitalen Ausgabe

Bestimmt die Rate, mit der Daten zum digitalen Signalverlauf von der Schnittstelle 0 an die meisten NI-Geräte ausgegeben werden können. Diese Spezifikationen sind unterschiedlich je nachdem, ob das Gerät USB- oder PCI-basiert ist (einschließlich PCI, PCI Express, PXI und PXI Express), und woher die Daten stammen.

  • Neuerzeugung vom FIFO: Ein Benutzer schreibt ein einziges Mal Daten auf das Gerät, und die Daten werden auf dem Gerät neu erzeugt. Diese Methode verhindert Probleme mit der Buslast und hat eine einer höheren Ausgaberate zur Folge.
  • Streamen aus dem Speicher: Das Gerät erzeugt keine Daten neu, sodass immer neue Daten aus der Benutzerapplikation verfügbar sein müssen, um einen Unterlauffehler zu vermeiden. Diese Methode führt zu einer konstanten Kommunikation über den Bus, und daher sind die Aktualisierungsraten bei Bussen mit geringerem Durchsatz enger begrenzt.

Beispiel

Das NI 6363 ist in drei Formfaktoren erhältlich: USB, PCI Express und PXI Express.

  • USB: Ein Bus, der im Vergleich zu PCI Express und PXI Express einen geringeren Durchsatz und eine größere Wartezeit aufweist. Bei der Neugenerierung einer Ausgangssignalverlaufs aus dem FIFO kann die maximale Ausgaberate von 10 MHz erreicht werden. Beim Streamen aus dem Speicher müssen die Daten über USB gestreamt werden, und daher ist eine langsamere maximale Rate von 1 MHz angegeben.
  • PCI-Express und PXI-Express: Diese Busse sind schneller und können einen höheren Durchsatz unterstützen und bieten eine spezifizierte maximale Aktualisierungsrate von 10 MHz.

Entprellfilter-Einstellungen

Wenn eine digitale Leitung ihren Zustand wechselt (von Low zu High oder von High zu Low), wird sie manchmal zwischen den beiden Zuständen hin- und herpendeln, bevor sie auf den neuen Zustand eingeschwungen ist. Hier kann ein Entprellfilter implementiert werden, damit das Prellen ignoriert und ein Wert erst dann gelesen wird, wenn er sich stabilisiert hat. Bei statischen digitalen Eingangsleitungen (PFI/Schnittstelle 1/Schnittstelle 2) wird der digitale Entprellfilter zur Entprellung von verrauschten oder Störsignalen wie denen verwendet, die häufig von physikalischen Schnittstellen wie beispielsweise. Druckschaltern stammen. Diese Filter können im Gegensatz zu den digitalen Leitungsfiltern vom Benutzer für jede beliebige Filterlänge angepasst werden.

Beispiel

Beim PXIe-6363 sind 90 ns, 5,12 µs, 2,56 ms oder eine benutzerdefinierte Filter-Intervallzeit möglich. Es ermöglicht außerdem programmierbare High- und Low-Übergänge und ist pro Eingangsleitung auswählbar. Diese Filterzeiten werden von einem geräteeigenen Oszillator auf dem PXIe-6363 bezogen.


Delta-Uschwell-Hysterese (Uschwell+ - Uschwell-)

Hysterese ist die Eigenschaft, je nachdem, ob ein Wert zu- oder abnimmt, eine unterschiedliche Übergangsschwelle zu haben. In diesem Fall erfolgt der beobachtete Übergang vom High- zum unbestimmten Zustand und vom Low- zum unbestimmten Zustand. Die Differenz zwischen dem Schwellwert in negativer Richtung und demjenigen in positiver Richtung ist die Spannungsschwellen-Hysterese. Diese Angabe veranschaulicht, um wie viel der Spannungspegel unter oder über dem Schwellenwert liegen kann, bevor er wieder in den unbestimmten Zustand eintritt.

Beispiel

Für das NI PXIe-6363 ist eine Hysterese von mindestens 0,2 V spezifiziert. Das bedeutet: Wenn ein Signal von 0 auf 5 V übergeht, kann es höchstens 0,2 V unter den Uschwell+-Wert fallen, bevor der Logikpegel als low gelten kann. Während dieser variierenden Periode durchquert der Wert den unbestimmten Zustand.


Digitalleitungsfilter

Wenn auf einer beliebigen Leitung an der Schnittstelle 0 ein Leitungsfilter aktiviert ist, muss diese Leitung für die angegebene Filterzeit einen stabilen Logikpegel beibehalten, um als dieser Logikpegel registriert zu werden. Dies ist ein hilfreiches Werkzeug für die Übertragung von Digitaldaten über lange Kabel oder in störungsreichen Umgebungen. In der Regel gibt es verschiedene Filterzeiten, die in der Software ausgewählt werden können – einen kurzen, einen mittleren und einen langen Filter. Es hängt von den Merkmalen der Störung in Ihrem System ab, welche dieser Filterzeiten sich am besten für Ihre Anwendung eignet.

Beispiel

Das PXIe-6363 verfügt über drei integrierte digitale Leitungsfilterzeiten: 160 ns, 10,24 µs und 5,12 ms. Dabei ist zu beachten, dass diese Filter nur für Leitungen an der Schnittstelle 0 gelten. Zu den Filteroptionen für die Schnittstellen 1 und 2, PFI-Leitungen oder PXI-spezifische Leitungen siehe Entprellfilter-Einstellungen.


Richtungsangabe

Bestimmt, ob eine Digital- oder PFI-Leitung als Eingangs- oder Ausgangsleitung konfiguriert werden kann.

Beispiel

Das PXIe-6361 erlaubt es, dass jede Digital- oder PFI-Leitung entweder als Eingang- oder als Ausgang konfiguriert werden kann.


Massereferenz (digital)

Gibt den Referenzpunkt an, gegenüber dem Digitalsignale gemessen oder erzeugt werden. Eine logische High-Digitalausgabe kann beispielsweise 5 Volt zwischen dem Ausgangspin und der angegebenen Masse-Referenz betragen.

Beispiel

Das PXIe-6361 verwendet das Digitalmassesignal (D GND) als Masse-Referenz für digitale Eingangs-, digitale Ausgangs- und PFI-Leitungssignale. Die digitale Masse ist von der analogen Masse getrennt, um Interferenzen zu vermeiden, die durch Vermischungen von Signalen mit unterschiedlichen Pegeln und Frequenzen hervorgerufen werden. Sowohl die digitale als auch die analoge Masse sind auf die Chassis-Masse referenziert. Besondere Vorsicht ist bei USB-Geräten geboten, da die analogen und digitalen Massen über die Abschirmung des USB-Kabels auf die Chassis-Masse des Computers referenziert sind.


High-Eingangsstrom / Low-Eingangsstrom (IIH / IIL)

Im Idealfall ist die Eingangsimpedanz eines Geräts unendlich, und es wird kein Strom gezogen; dies ist jedoch in der Praxis nicht erreichbar. Beim Einlesen eines digitalen Werts bei entweder 0 V oder 5 V wird von der digitalen Eingangsschaltung des NI-Geräts eine kleine Strommenge gezogen. Die Strommenge, die bei der Messung eines hohen Spannungspegels gezogen wird, ist High-Eingangsstrom. Dem entsprechend ist die Strommenge, die bei der Messung eines niedrigen Spannungspegels gezogen wird, Low-Eingangsstrom. Es ist wichtig sicherzustellen, dass ein einer Messung unterzogenes digitales Signal die Fähigkeit besitzt, die angegebenen Stromwerte zu tolerieren.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 liefert entweder bis zu 10 µA bei Vin = 0 V oder es nimmt bis zu 250 µA bei Vin = 5 V auf. Dies gilt für alle Digital- und PFI-Leitungen.


High-Eingangsspannung / Low-Eingangsspannung (VIH / VIL)

Die empfohlenen Betriebsspannungsbereiche, die ein Eingangssignal besitzen sollte, um ein logisches High oder ein logisches Low zu registrieren. Diese Spezifikation definiert die empfohlenen Betriebsbedingungen, damit der Benutzer weiß, welche Werte sein Signal aufweisen sollte, während es sich bei Uschwell+ und Uschwell- um Spezifikationen des Geräts selbst handelt.

Beispiel

Für das NI PXIe-6363 ist spezifiziert, dass die Eingangsspannung, die als Low-Signal protokolliert wird, im Bereich von 0 bis 0,8 V liegt. Bei einem High-Signal liegt dieser Bereich zwischen 2,2 und 5,25 V. Unterhalb von 0 V und oberhalb von 5,25 V ist das Gerät im Überspannungsschutz-Zustand. Ein unbestimmter Bereich ist auch dann gegeben, wenn ein Wechsel von Low zu High oder von High zu Low nicht registriert wird, solange VIH oder VIL nicht überschritten wird.

Siehe auch

Schwellwert in positiver Richtung (Uschwell+) / Schwellwert in negativer Richtung (Uschwell-)
Eingangsspannungsschutz (digital)


Eingangsspannungsschutz (digital)

Einzelne digitale Eingangsleitungen verfügen über einen dedizierten I/O-Schutz gegen elektrostatische Entladung (ESD) und Überspannungszustände. Für die zusätzliche Gerätesicherheit gibt es eine zweite Schutzebene, die von allen digitalen und PFI-Leitungen gemeinsam genutzt wird. Wenn auf mehreren Leitungen gleichzeitig eine zu hohe Überspannung vorhanden ist, wird diese gemeinsame Schutzschaltung überlastet, was zu Schäden am Gerät führen kann.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 hat einen Eingangsspannungsschutz von ±20 V an bis zu zwei Pins gleichzeitig. Das bedeutet, dass jede Leitung für sich bis zu ±20 V Überspannung sicher handhaben kann, jedoch nicht mehr als zwei Leitungen gleichzeitig die Nenneingangsspannung überschreiten dürfen.

Siehe auch

High-Eingangsspannung / Low-Eingangsspannung (VIH / VIL)


High-Ausgangsstrom / Low-Ausgangsstrom (IOH / IOL)

Wenn ein hoher oder niedriger Wert ausgegeben wird, betragen die Nennspannungen für die meisten NI-Geräte 0 und 5 V. Wenn jedoch eine relativ niederohmige Last angeschlossen ist, besteht ein größerer Strombedarf, und diese Nennspannung steigt von 0 V aufwärts oder fällt von 5 V ab. Diese Spezifikation bezeichnet das Verhältnis zwischen dem Ausgangsstrom und der Ausgangsspannung.

Beispiel

Das PXIe-6363 ist imstande, Strom zu liefern oder zu ziehen, je nachdem, ob ein hoher oder niedriger Wert auf den Pin geschrieben wird. Für die Schnittstelle 0 beträgt der empfohlene maximale Wert für die Stromabgabe und die Stromaufnahme 24 mA pro Leitung. Wenn Strom das Gerät verlässt (Stromabgabe), beträgt der Strom -24 mA. Wenn Strom in das Gerät eintritt (Stromaufnahme), beträgt der Strom +24 mA. Die nachstehende Grafik veranschaulicht, wie viel Strom bei einer bestimmten Temperatur und einer bestimmten Ausgangsspannung gezogen werden kann.

PXIe-6363 High-Ausgangsstrom Low-Ausgangsstrom Graph Beispiel


Schnittstelle/Sample-Größe

Bei der Erfassung oder Erzeugung digitaler Signalformen wird die Größe des Samples durch die Anzahl der Leitungen an der Schnittstelle 0 bestimmt. Um die Buslast zu begrenzen, beträgt die Größe des Samples 1 Byte, wenn ein Sample eine beliebige Kombination der Leitungen 0 bis 7 enthält. Wenn ein Sample nur Leitungen zwischen 0 und 15 enthält, wird in ähnlicher Weise die Größe des Samples auf 2 Bytes reduziert. Dies setzt sich bis zur maximalen Anzahl von Leitungen an der Schnittstelle bis zur Gesamtgröße der Schnittstelle fort.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 verfügt an der Schnittstelle 0 über 32 Leitungen. Dies bedeutet, dass ein einzelnes digitales Sample bis zu 32 Bit (4 Byte) lang ist.


Schwellwert in positiver Richtung (Uschwell+) / Schwellwert in negativer Richtung (Uschwell-)

Bei der Eingabe eines Logiksignals in das Gerät wird der Wert, bei dem ein Signal vom unbestimmten Bereich in den logischen High-Bereich wechselt, als Schwellwert in positiver Richtung bezeichnet. Umgekehrt ist der Schwellwert in negativer Richtung der Spannungspegel, der überschritten werden muss, um ein logisches Low zu registrieren. Der Schwellwert in positiver Richtung ist immer größer als der Schwellwert in negativer Richtung. Zur genauen Registrierung der digitalen Zustände ist es wichtig sicherzustellen, dass Ihr Signal diese beiden Stufen tatsächlich durchquert. Diese Spezifikationen beziehen sich auf das Gerät selbst, während sich die High- und Low- Eingangsspannungen auf die empfohlenen Betriebsbedingungen beziehen.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 hat eine Uschwell+ von höchstens 2,2 V und eine Uschwell- von mindestens 0,8 V.

Siehe auch

High-Eingangsspannung / Low-Eingangsspannung (VIH / VIL)


Pull-down-/Pull-up-Widerstand

Einige NI-Geräte sind in der Lage, ihre Digital- oder PFI-Leitungen programmgesteuert als Eingang, als Ausgang oder als hochohmig zu konfigurieren. Pull-Widerstände werden eingesetzt, um sicherzustellen, dass jeder Pin, der sonst erdfrei wäre, auf ein bekanntes Signal, z. B. Masse oder eine Spannungsquelle, referenziert wird. Ein Pull-down-Widerstand zieht ein erdfreies Signal auf einen Massezustand oder einen logischen Low-Spannungswert, und ein Pull-up-Widerstand zieht ein erdfreies Signal auf den logischen High-Spannungswert.

Beispiel

Das PXIe-6361 nutzt einen 50-kΩ-Pull-down-Widerstand, der sicherstellt, dass Anschlüsse, die nicht aktiv-high oder -low angesteuert werden, auf einen Low-Pegel übergehen.


FIFO für Signalverlaufserfassung (digitale Erfassung)

Zum Lesen digitaler Signalverlaufsdaten ist ein als FIFO bezeichnetes temporäres Speicherelement in das Gerät integriert, das die Daten puffert. Der DAQmx-Treiber kopiert Daten aus diesem FIFO in einen Speicherblock im RAM, der als PC-Puffer bezeichnet wird. Von dort kopiert ein Programmiersystem (ADE), wie z. B. LabVIEW, die Daten in den Anwendungsspeicher. Von der Größe dieses FIFOs und der Rate, mit der die Daten darin gespeichert werden, hängt ab, wie oft der DAQmx-Treiber die Daten kopiert, um einen Überlaufzustand zu vermeiden.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 verfügt über einen FIFO für die Erfassung digitaler Signalverläufe mit einer Kapazität von 255 Samples. Das bedeutet, dass bei einer Datenerfassung mit einer Rate von 100 kbit/s der geräteeigene FIFO binnen ca. 2,5 ms überlaufen würde, wenn der DAQmx-Treiber die Daten nicht in den PC-Puffer übertragen würde.


FIFO für Signalverlaufserzeugung (Digitalausgabe)

MIO-Geräte besitzen geräteeigene temporäre Speicher, die Datenpunkte in einer als FIFO bezeichneten First-in-first-out-Datenstruktur puffern. Diese Art Speicher ist besonders nützlich bei USB-Geräten, bei denen Übertragungen über den Bus länger brauchen, und zwar besonders dann, wenn sich viele Geräte denselben USB-Root-Hub teilen. Wenn nur ein einziges Digitalmuster benötigt wird, kann dieses Muster in diesen FIFO geladen werden, damit die Daten nicht mehrfach über den Bus übertragen werden müssen. Mithilfe der DAQmx-API kann der Benutzer eine Programmierung für einen dieser beiden Fälle vornehmen.

Beispiel

Das NI PXIe-6363 verfügt über einen FIFO für die Erzeugung digitaler Signalformen mit einer Kapazität von 2.047 Samples. Wenn man beispielsweise den digitalen Ausgang für die I2C-Kommunikation mit einer Datenrate von 100 kbit/s nutzt, wird der gesamte FIFO in 20 ms ausgegeben. Das bedeutet, dass der Benutzer „DAQmx - Schreiben“ entsprechend häufiger aufrufen sollte, damit weiterhin Daten zum FIFO gestreamt werden. Bei der Durchführung von Datenratentests kann ein einzelnes Muster über die DAQmx-API in den FIFO geladen und mit unterschiedlichen Datenraten ausgegeben werden, ohne dass jemals neue Daten über den PCI-Express-Bus geschrieben werden müssen.



Zählerspezifikationen

Grundtakt-Genauigkeit (Zähler für allgemeine Anwendung)

Die Genauigkeit eines internen Grundtakts wirkt sich direkt auf die Genauigkeit aller Messungen oder Frequenzerzeugungen durch einen Zähler für allgemeine Anwendung aus. Diese Genauigkeit leitet sich auch aus der Gesamtgenauigkeit der Zeitbasis des Geräts ab. Das heißt, dass die Genauigkeit dieses Takts durch externe Bereitstellung einer Master-Zeitbasis mit höherer Genauigkeit verbessert werden kann.

Beispiel

Das PXIe-6363 hat eine Grundtakt-Genauigkeit von 50 ppm. Falls ein Benutzer mit diesem Modul einen frei laufenden Takt von 12,8 MHz erzeugen möchte, kann die Bestimmung der Genauigkeit mittels der folgenden Berechnungsmethode erfolgen:

Dieser Fehler kann durch Verwendung eines externen Grundtakts mit höherer Genauigkeit oder eines Geräts mit besserer Grundtaktgenauigkeit, etwa des PXIe-6614, ausgeglichen werden. Das PXIe-6614 nutzt einen präziseren und stabileren temperaturüberwachten Quarzoszillator (OCXO), der weniger anfällig für Temperaturschwankungen ist und im ungünstigsten Fall eine Grundtaktgenauigkeit von 75 ppb aufweist. Wenn das gleiche Signal auf diesem Modul erzeugt werden sollte, wäre die tatsächliche Frequenz die folgende:


Zählerauflösung

Die Anzahl der Bits, die ein Zähler verwenden kann, um eine Zahl darzustellen. Wenn ein Zähler für allgemeine Anwendung für die Ausgabe eines Impulses konfiguriert ist, wird der Zeitraum der Aktivität des Impulses durch den Wert im Register des Zählers dargestellt. Aus der Kombination aus diesem Wert und der Zählrate des Zählers (festgelegt durch den Grundtakt des Zählers) ergibt sich die maximal erreichbare Impulsbreite. In ähnlicher Weise wird bei der Nutzung eines Zählers zur Messung der Impulsbreite eines Signals die maximal registrierbare Impulsbreite durch den Zählergrundtakt und die Zählerauflösung bestimmt. Wenn ein Signal die maximale Impulsbreite überschreitet, springt der Zähler um und die NI-DAQmx-API meldet einen Fehler. Aus diesem Grund ist es wichtig zu wissen, wie die maximalen Signalparameter berechnet werden.

Zähler mit höherer Auflösung bieten mehr Flexibilität, wenn es darum geht, einen Kompromiss zwischen der Auflösung und der Länge der Messungen/Erzeugungen zu finden. Der folgende Graph liefert detaillierte Hinweise hinsichtlich dieses Kompromisses.

Zählerauflösung Grundtaktimpuls Messung Erzeugungszeit

Beispiel

Das PXIe-6614 nutzt für Tasks zur zählergestützten Erfassung und zur zählergestützten Ausgabe 32-Bit-Zähler. Wenn ein Task zur zählergestützten Erfassung für die Messung der Impulsbreite konfiguriert ist, können wir die maximale messbare Impulsbreite messen, indem wir den maximalen Zählerwert berechnen und ihn durch die interne Grundtaktrate des Zählers dividieren. Der 100-MHz-Grundtakt des Zählers ermöglicht eine Genauigkeit von 10 ns, weswegen für dieses Beispiel der Grundtakt gewählt wird. 


Externe Grundtaktfrequenz (Zähler für allgemeine Anwendung)

Für den Fall, dass eine spezifische Grundtaktrate benötigt wird, ermöglichen die meisten MIO-Bausteine von NI die Nutzung eines externen Grundtakts. Dieser Takt dient in jeder Hinsicht den gleichen Zwecken wie ein interner Grundtakt, wird jedoch vom Benutzer als externe Komponente bereitgestellt. Die maximale Rate eines externen Grundtakts ist aufgrund von Bandbreitengrenzen vom Bus des Geräts abhängig.

Beispiel

Das NI 6363 ist in mehreren Formfaktoren erhältlich, deren Anforderungen an einen externen Grundtakt unterschiedlich sind.

  • PCI Express und USB: Der Frequenzbereich für externe Grundtakte beträgt 0 bis 25 MHz und wird auf beliebigen PFI-Leitungen eingegeben. Die Höchstfrequenzgrenze hängt von der Bandbreite der jeweiligen PFI-Leitung ab.
  • PXI-Express: Das PXIe-6363 nutzt die erweiterten Fähigkeiten eines PXI-Express-Chassis und gestattet auf den Differential-Star-Leitungen (DSTAR) eine Signalfrequenz von bis zu 100 MHz.

FIFO (Zähler für allgemeine Anwendung)

Das geräteeigene First-in-first-out-Speicherelement (FIFO) von MIO-Geräten dient der Pufferung von Samples entweder für Eingabe- oder für Ausgabearten. Bei Anwendungen zur zählergestützten Erfassung werden Datenpunkte, wie etwa der Zählerwert, in spezifischen Intervallen im FIFO gespeichert, bevor der DAQmx-Treiber die Daten automatisch an einen vorab zugewiesenen Block des PC-RAMs übergibt. Der FIFO wird für zählergestützte Ausgabearten zum Ablegen einer Sequenz von Tastverhältnis- und Frequenzwerten genutzt, um die Form des erzeugten Signalverlaufs zu verändern. Ein größerer FIFO ist hilfreich, weil er die Last auf dem Datenbus reduziert, denn in diesem Fall müssen größere Datenblöcke weniger häufig übertragen werden als bei Geräten mit einem kleineren FIFO.

Beispiel

Das PXIe-6614 verfügt über einen FIFO für jeden Zähler, der 127 Samples speichert, sodass 127 verschiedene Parameter für eine Impulsfolgenerzeugung konfiguriert werden können, bevor zusätzliche Übertragungen über den Bus nötig werden.


Interne Grundtakte (Zähler für allgemeine Anwendung)

Der interne Grundtakt für einen Zähler ist das Signal, das bewirkt, dass der Zählerwert je nach Zustand des Gate-Anschlusses steigt oder fällt. Die Periode dieses Takts bestimmt die Auflösung (in Sekunden) für ein gemessenes oder erzeugtes Signal, sie bestimmt aber auch, wie schnell der Zähler bei der Messung oder Erzeugung langer Impulse umspringt. Für jede zählergestützte Messung oder Anwendung besteht ein Zeitbasisperioden-Quantisierungsfehler von ±1. Im Hinblick auf die Minimierung des Quantisierungsfehler ist es wichtig, dass man den schnellstmöglichen Grundtakt für die eigene Anwendung auswählt.

Beispiel

Bei der Durchführung einer Messung mit dem PXIe-6614 haben die drei nutzbaren internen Grundtakte jeweils eine Rate von 100 kHz, 20 MHz und 100 MHz. Diese Grundtakte liefern eine Auflösung im Bereich von 10 µs bis 10 ns. Wenn ein PWM-Signal mit 125 kHz und einem Tastverhältnis von 35 % angelegt wird, beträgt die tatsächliche Impulsbreite (in Sekunden) 2,8 µs. Dies ist weniger als die Auflösung des 100-kHz-Grundtakts, kommt also für diese Messung nicht infrage. Der 20-MHz-Takt hat eine Auflösung von 50 ns, sodass er die Dauer dieses Signals in perfekter Weise mit einer Genauigkeit von ±1 Grundtaktimpuls messen kann. Dies ergibt eine Messung von 2,8 µs ±0,05 µs, was einer Fehlerrate von ca. 1,8 % entspricht. Die gleiche Messung mit dem 100-MHz-Takt wird einen Messwert von 2,8 µs ±0,01 µs bei einer Fehlerrate von 0,36 % ergeben. In diesem Fall kann der 100-MHz-Takt eine Impulsbreite von bis zu ca. 43 Sekunden messen, bevor der Zähler umspringt, womit diese Impulsbreite von 2,8 µs weit unter der Obergrenze liegt.

Siehe auch

Quantisierungsfehler



Sonstige Spezifikationen

Busanschluss

PCI, PCI Express, PXI, PXI Express und USB sind allesamt Beispiele für Busschnittstellen, mit denen ein MIO-DAQ-Gerät umgehen kann. Diese Busse zeichnen sich jeweils durch spezifische Kombinationen von Datendurchsatz, Wartezeit, Portabilität und Kanalanzahl aus.

PCI PCIe PXI PXIe USB Bus Schnittstelle Wartezeit Bandbreite Vergleich

Beispiel

Das NI 6363 ist mit USB, PXI Express und PCI Express ausgestattet. Während diese Geräte und Module einen ähnlichen Funktionsumfang aufweisen, bieten das PXI-Express-Modul und das PCI-Express-Gerät im Vergleich zum USB-Gerät eine geringere Wartezeit und einen höheren Durchsatz. Das PXI-Express-Modul hat den zusätzlichen Vorteil des PXI-Express-Systems. Das USB-Gerät hat den Vorteil, dass es im laufenden Betrieb austauschbar und kompakter ist, womit es besser für mobile Anwendungen geeignet ist.

Siehe auch

FAQs zu PXI Express


Kalibrierung

Wie bei allem Mess- und Prüfequipment ist es wichtig, dass eine Routinekalibrierung durchgeführt wird, um sicherzustellen, dass das Gerät im Rahmen der spezifizierten Genauigkeitseinstellungen arbeitet. Das Gerät verfügt über eine gewisse Eigenerwärmung, sodass es wichtig ist, vor der Durchführung von Messungen die angegebene Aufwärmzeit einzuhalten, damit sichergestellt ist, dass eine stabile Temperatur erreicht wurde. In der Regel ist zu empfehlen, eine Selbstkalibrierung des Geräts durchzuführen, falls dies unterstützt wird. Weitere Informationen zu den von NI angebotenen Kalibrierdienstleistungen finden Sie unter Kalibrierdienstleistungen.

Beispiel

Das USB-6363 hat eine Aufwärmzeit von 15 Minuten und ein Kalibrierintervall von 2 Jahren. NI empfiehlt, 15 Minuten nach dem Einschalten eine Selbstkalibrierung des Geräts durchzuführen, um eine optimale Genauigkeit zu sicherzustellen. NI empfiehlt, das Gerät nach einer Nutzungszeit von zwei Jahren zwecks einer zertifizierten Kalibrierung einzusenden.


Strombegrenzungen

Jedes MIO-Gerät besitzt eine maximale Strommenge, die es entweder aufnehmen oder abgeben kann. Die in diesem Abschnitt enthaltenen Spezifikationen beziehen sich sowohl auf die Stromaufnahme als auch auf die Stromabgabe. Einige Geräte verfügen für den Fall unbeabsichtigter Überspannungen über eine selbstzurücksetzende Sicherung auf der +5-V-Versorgungsleitung. Bei einer Überschreitung der maximalen Stromspezifikationen kann das Gerät beschädigt werden.

Beispiel

Wenn ein PXIe-6363 den maximalen Strom von allen seinen 32 DIO-Leitungen an der Schnittstelle 0 (24 mA pro Leitung) nutzt, beträgt die Gesamtstromaufnahme von Schnittstelle 0 0,768 A. Wenn an den +5-V-Versorgungsleitungen an Steckverbinder 0 und Steckverbinder 1 auch eine Schaltung angeschlossen ist, die von jedem Steckverbinder 0,25 A zieht, dann liefert das Modul insgesamt 1,268 A. Die 0,25 A liegen innerhalb des 1-A-Maximums der einzelnen Stromversorgungs-Steckverbinder, und die von den DIO-Leitungen bezogenen 0,768 A liegen zusammen mit den 0,5 A von den +5 V-Versorgungsleitungen innerhalb des 2 A-Maximums für alle Ausgänge zusammen. Wenn das Gleiche auf einen PCIe-6363 angewandt wird, muss der optionale Laufwerkssteckverbinder angeschlossen werden, damit sichergestellt ist, dass das Gerät innerhalb der maximalen Stromgrenzen arbeitet.


Umwelt-Management

Weitere Informationen über die Selbstverpflichtung von NI, Produkte auf umweltverträgliche Weise zu entwerfen und herzustellen, finden Sie unter Umweltverträglichkeit.


Externe digitale Trigger

MIO-Geräte sind in der Lage, von einer beliebigen PFI-Leitung ein digitales Trigger-Signal zu importieren, wie auch dazu, einige der am häufigsten verwendeten Signale, die auf dem Gerät zu Synchronisationszwecken verwendet werden, zu exportieren. Das MIO-Gerät kann Signale wie Sample-Takte und Start-Trigger ausgeben. Mittels der DAQmx-API kann auf jedes dieser Signale ein digitaler Filter angewandt werden. Weitere Informationen zu diesen Trigger-Routen finden Sie in der Routingtabelle Ihres Geräts im NI MAX.

  • Polarität: gibt an, ob das Signal, das exportiert oder importiert wird, high-aktiv oder low-aktiv ist

Beispiel

Das PXIe-6363 ist in der Lage, den analogen Eingangs-Start-Trigger auf jede PFI-, PXIe_DSTARA-, PXIe_DSTARB-, PXI_TRIG- oder PXI_STAR-Leitung zu führen, die noch nicht für die Nutzung durch eine andere Aufgabe oder ein anderes Gerät reserviert wurde. Wenn man sich die Geräteverbindungen im MAX ansieht, ist diese Leiterbahnführung ebenfalls bidirektional, was bedeutet, dass das Gerät einen analogen Eingangs-Start-Trigger von jeder dieser Quellen akzeptieren kann.


Frequenzgenerator

Zusätzlich zu den Universalzählern, über die MIO-Geräte verfügen, gibt es einen separaten Zähler mit eingeschränktem Funktionsumfang, der als Frequenzgenerator benutzt werden kann. Ein typisches MIO-Gerät besitzt einen einzigen Frequenzgenerator, der auf eine endliche Anzahl erzeugbarer Frequenzen beschränkt ist. Die erzeugbaren Frequenzen können dazu verwendet werden, ein Taktsignal an ein anderes Subsystem auf dem Gerät zu liefern, oder sie können zur Verwendung durch externe Schaltungen exportiert werden.

Beispiel

Das PXIe-6363 verfügt über einen Frequenzgeneratorkanal, der einen von drei Grundtakten (20 MHz, 10 MHz und 100 kHz) aufnehmen und durch einen Teiler von 1 bis 16 hinunter dividieren kann. Wenn ein Benutzer ein 50,0-kHz-Signal erzeugen möchte, kann er den 100-kHz-Grundtakt und den Teiler 2 wählen. Die folgende Tabelle bildet eine gekürzte Aufstellung der möglichen Frequenzen.

Teiler Grundtakt
20 MHz 10 MHz 100 kHz
1 20 MHz 10 MHz 100 kHz
2 10 MHz 5 MHz 50 kHz
3 6,67 MHz 3,33 MHz 33,3 kHz
...
15 1,33 MHz 0,67 MHz 6,67 kHz
16 1,25 MHz 0,63 MHz 6,25 kHz

Betriebstemperatur

Gibt den Umgebungstemperaturbereich an, für den das MIO-Gerät entworfen wurde. Diese Temperatur unterscheidet sich von der Temperatur, die von der DAQmx-API gemeldet wird, denn dabei handelt es sich um einen geräteeigenen Temperatursensor.

Beispiel

Das PXIe-6363 hat einen Betriebstemperaturbereich von 0 bis 55 °C. Es ist akzeptabel, falls der Leiterplatten-Temperatursensor während des normalen Betriebs höhere Temperaturen meldet.


Phasenregelschleife (PLL)

Einige MIO-Geräte haben eine eigene Phasenregelschleifenschaltung, die es dem Gerät ermöglicht, seinen Referenztakt an einen externen Referenztakt zu koppeln. Wenn ein Gerät an einen externen Referenztakt gekoppelt ist, übernimmt es die Rate, den Drift und die Genauigkeit des Takts, an den es gekoppelt ist. PXI- und PXI-Express-Geräte werden automatisch an die PXI_CLK10- oder PXI_CLK100-Referenztakte gekoppelt. Zur Kopplung mit einer anderen Referenztaktquelle, z. B. einer PFI-Leitung, können Sie die NI-DAQmx-API verwenden.

Beispiel

Das USB-6363 hat einen geräteeigenen PLL-Schaltkreis und kann an einen 10-MHz-Takt gekoppelt werden, sofern ein solcher auf einer der PFI-Leitungen von 0 bis 15 vorhanden ist. Stellen Sie bei der Konfiguration eines Tasks mit der DAQmx-API den Referenztakt auf die PFI-Leitung ein, mit der der externe Takt verbunden ist. Das PXIe-6363 verfügt über eine ähnliche PLL-Schaltung, wird jedoch zur Synchronisierung über mehrere Geräte in einem PXI-Express-Chassis automatisch mit dem 100-MHz-Takt des PXI_CLK100 gekoppelt, sofern nichts anderes durch die Einstellung der Referenztaktquelle mittels der DAQmx-API spezifiziert ist. Das PCIe-6363 hat einen PLL-Schaltkreis, der auf ähnliche Art und Weise an jede PFI- oder RTSI-Leitung gekoppelt werden kann. Bei PCI-Express- und USB-Geräten gibt es keine automatische Kopplung.


Äußere Merkmale

NI veröffentlicht zu den meisten Produkten technische Zeichnungen, die zur Überprüfung des lichten Abstands vor dem Kauf eines Geräts oder zur Erstellung eines Modells des aufzubauenden Systems dienen können. Zusätzlich zu den Abmessungen stellt NI eine umfassende Liste benutzerdefinierter Verkabelungen, Steckverbinder und Schrauben bereit.

Siehe auch

Maßzeichnungen
Benutzerdefinierte Kabel, Ersatzsteckverbinder und Schrauben für NI DAQ-Gerät


Vorgaben für die Stromversorgung

Es ist wichtig, den Strombedarf von USB- und PCI-Geräten bzw. PXI-Modulen zu kennen, damit die richtige Strommenge bereitgestellt werden kann. Die in diesem Abschnitt angegebenen Werte gelten für den Normalbetrieb und geben nicht die maximale Leistung an, die ein Gerät oder Modul aufnehmen kann, wenn es außerhalb der Spezifikationen verwendet wird. Bei USB-Geräten entspricht ein von NI geliefertes Netzteil den empfohlenen Spezifikationen. Falls erforderlich, können Sie jedoch ein Netzteil eines Drittanbieters oder ein nach Benutzerspezifikation angefertigtes Netzteil verwenden. Bei PCI- und PCI-Express-Geräten gibt es einen Hilfsnetzanschluss, der genutzt werden kann, wenn mehr Strom benötigt wird. Dies ist am häufigsten der Fall, wenn die +5-V-Versorgungsschiene zur Versorgung einer externen Schaltung verwendet wird. Weitere Informationen finden Sie unter Strombegrenzungen [Link zu Strombegrenzungen]. Im Fall von PXI- oder PXI-Express-Modulen ist diese Spezifikation bei der Erstellung eines Strombudgets nützlich. Weitere Informationen finden Sie unter „Ähnliche Links“.

Beispiel

Das PCIe-6363 nimmt 4,6 W von der +3,3-V-Schiene und 5,4 W von der +12-V-Schiene auf, wenn der optionale Stromversorgungs-Steckverbinder für das Datenträgerlaufwerk nicht installiert ist. Durch den Steckverbinder für das Datenträgerlaufwerk wird eine +5-V-Schiene hinzugefügt, die bis zu 15 W an das Gerät liefern kann, während die Leistungsaufnahme von der +3,3 V-Schiene auf 1,6 W verringert wird.

Siehe auch

Erstellen eines Strombudgets auf einem PXI-System


Sicherheit, elektromagnetische Verträglichkeit und CE-Zulassung

Die Standards, hinsichtlich derer MIO-Geräte getestet werden und denen sie entsprechen, sind in den drei Abschnitten unserer Spezifikationshandbücher aufgeführt. Für weitere Informationen zu den Standards, siehe die Seite Produktzertifizierungen.

Beispiel

Sie können sich die Konformitätsspezifikationen für das PXIe-6363 ansehen, indem Sie die Zertifizierungssuche verwenden: Produktzertifizierung für das NI-PXIe-6363


Stoß- und Vibrationsfestigkeit

MIO-Geräte werden nach spezifischen Industriestandards getestet, um sicherzustellen, dass die Genauigkeit gemäß den Spezifikationen und die Geräteintegrität gemäß den angegebenen Schock- und Vibrationsspezifikationen erhalten bleibt. Es ist wichtig, diese spezifizierten Werte nicht zu überschreiten, damit ein ordnungsgemäßer und genauer Betrieb des Geräts sichergestellt ist.

Beispiel

Das PCIe-6363 wurde nach den Vorgaben von IEC-60068-2-27 und gemäß einem nach MIL-PRF-28800F erstellten Prüfprofil geprüft.