PCI/PXI/USB-6255 Specifications

下载PDF

更新时间2025-10-07
阅读时长21分钟

PCI/PXI/USB-6255 Specifications

PCI/PXI/USB-6255引脚分布

使用引脚分布连接至PCI/PXI/USB-6255上的接线端。

模拟输入

通道数

40个差分或80个单端

模数转换器分辨率

16位

DNL

保证无丢失代码

INL

请参考AI绝对精度

采样率
单通道最大值	1.25 MS/s
多通道最大值（多路综合）	750 kS/s
最小值	无最小值

定时分辨率

50 ns

定时精度

采样率的50 ppm

输入耦合

输入范围

±0.1 V、±0.2 V、±0.5 V、±1 V、±2 V、±5 V、±10 V

模拟输入的最大工作电压（信号+共模）

±11 V，AI GND

CMRR（DC至60 Hz）

100 dB

输入阻抗

设备开启
AI+对AI GND	>10 GΩ，与100 pF电容并联
AI-对AI GND	>10 GΩ，与100 pF电容并联

设备关闭
AI+对AI GND	820 Ω
AI-对AI GND	820 Ω

输入偏置电流

±100 pA

串扰(100 kHz)
相邻通道	-75 dB
非相邻通道	-95 dB ^[1]¹ 通道AI <0..15>对通道AI <64..79>的串扰为-67 dB。该规则适用于64通道间隔的通道。例如：AI (x)和AI (x + 64)。

小信号带宽(-3 dB)

1.7 MHz

输入FIFO容量

4,095个采样

扫描列表内存

4,095项

数据传输
PCI/PXI	DMA（分散-收集）、中断、编程控制I/O
USB	USB信号流、编程控制I/O

所有模拟输入和SENSE通道的过压保护
设备开启	±25 V，最多4个AI引脚
设备关闭	±15 V，最多4个AI引脚

过压时的输入电流

±20 mA/AI引脚，最大值

多通道测量的稳定时间

表 1. 多通道测量的稳定时间
范围	跳变的±60 ppm（全幅跳变±4 LSB）	跳变的±15 ppm（全幅跳变±1 LSB）
±1 V、±2 V、±5 V、±10 V	1.3 μs	1.6 μs
±0.5 V	1.8 μs	2.5 μs
±0.1 V、±0.2 V	3 μs	8 μs

典型特性图

AI绝对精度

备注自设备外部校准起，表中给出精度的有效期为两年。

表 2. AI绝对精度
额定正向量程	额定负向量程	残余增益误差（读数的ppm）	残余偏移误差（量程的ppm）	偏移温度系数（量程的ppm/°C）	随机噪声σ (μVrms)	全量程绝对精度(μV)	灵敏度(μV)
10	-10	60	20	21	280	1,920	112.0
5	-5	70	20	21	140	1,010	56.0
2	-2	70	20	24	57	410	22.8
1	-1	80	20	27	32	220	12.8
0.5	-0.5	90	40	34	21	130	8.4
0.2	-0.2	130	80	55	16	74	6.4
0.1	-0.1	150	150	90	15	52	6.0

备注灵敏度指能够检测到的最小电压变化。灵敏度和噪声相关。

增益温度系数	13 ppm/°C
参考温度系数	1 ppm/°C
INL误差	量程的60 ppm

AI绝对精度公式

绝对精度 = 读数 × （增益误差） + 量程 × （偏移误差） + 噪声不确定度

增益误差 = 残余AI增益误差 + 增益温度系数 × (上次内部校准至今的温度变化值) + 参考温度系数 × (上次外部校准至今的温度变化值)
偏移误差 = 残余AI偏移误差 + 偏移温度系数 × （上次内部校准至今的温度变化值） + INL误差
噪声不确定性 =
$\frac{随机噪声 \cdot 3}{\sqrt{100}}$
对于包含因子为3 σ，均匀选取100个采样点的情况。

AI绝对精度范例

假设根据下列值来计算模拟输入通道的全量程绝对精度：

上次外部校准至今的温度变化值 = 10 °C
上次内部校准至今的温度变化值 = 1 °C
采样数量 = 100
包含因子 = 3 σ

例如，10 V范围的全量程绝对精度计算如下：

增益误差 = 60 ppm + 13 ppm × 1 + 1 ppm × 10 = 83 ppm
偏移误差 = 20 ppm + 21 ppm × 1 + 60 ppm = 101 ppm
噪声不确定性 =
$\frac{280 µ V \cdot 3}{\sqrt{100}}$
= 84 µV
绝对精度 = 10 V × （增益误差） + 10 V × （偏移误差） + 噪声不确定度 = 1,920 μV

模拟触发

触发次数

源

AI <0..79>、API 0

函数

开始触发、参考触发、暂停触发、采样时钟、转换时钟、采样时钟时基

源电平
AI <0..79>	±全量程
APFI 0	±10 V

分辨率

10位，1/1024

模式

模拟边沿触发、具有迟滞的模拟边沿触发、模拟窗触发

精度

±1%

带宽(-3 dB)
AI <0..79>	3.4 MHz
APFI 0	3.9 MHz

APFI 0特性
输入阻抗	10 kΩ
耦合	DC
保护（上电）	±30 V
保护（断电）	±15 V

模拟输出

通道数

DAC分辨率

16位

DNL

±1 LSB

单调性

16位保证

精度

请参考AO绝对精度

最大更新速率
1个通道	2.86 MS/s
2个通道	每通道2.00 MS/s

定时精度

采样率的50 ppm

定时分辨率

50 ns

输出范围

±5 V、±10 V、±APFI 0外部参考

输出耦合

输出阻抗

0.2 Ω

输出驱动电流

±5 mA

过驱保护

±25 V

过电流

20 mA

上电状态

±5 mV ^[2]² USB螺栓端子设备上电时，模拟输出信号在USB配置完成后定义。

上电毛刺

峰值1.5 V，持续1.5 s

输出FIFO容量

8,191个采样，供所有通道使用

数据传输
数据传输	DMA（分散-收集）、中断、编程控制I/O
USB	USB信号流、编程控制I/O

AO波形模式

非周期性波形、板载FIFO周期性波形重新生成模式、包括动态更新的由主机缓存重新生成的周期性波形

稳定时间，全幅跳变，15 ppm (1 LSB)

2 µs

边沿斜率

20 V/µs

幅度中点转换时的毛刺能量，±10 V量程
幅度	10 mV
持续时间	1 µs

外部参考

APFI 0特性
输入阻抗	10 kΩ
耦合	DC
保护，设备开启	±30 V
保护，设备关闭	±15 V
量程	±11 V
边沿斜率	20 V/μs

AO绝对精度

全量程绝对精度值内部校准后立即生效，且假设自上次外部校准，设备的工作温度变化小于10 °C。

备注自设备外部校准起，表中给出精度的有效期为两年。

表 3. AO绝对精度
额定正向量程	额定负向量程	残余增益误差（读数的ppm）	增益温度系数(ppm/°C)	残余偏移误差（量程的ppm）	偏移温度系数（量程的ppm/°C）	全量程绝对精度(μV)
10	-10	75	17	40	2	2,080
5	-5	85	8	40	2	1,045

参考温度系数	1 ppm/°C
INL误差	量程的64 ppm

AO绝对精度公式

绝对精度 = 输出值 × （增益误差） + 量程 × （偏移误差）

增益误差 ＝ 残余增益误差 + 增益温度系数 × （上次内部校准至今的温度变化值） + 参考温度系数 × （上次外部校准至今的温度变化值）
偏移误差 = 残余偏移误差 + AO偏移温度系数 × （上次内部校准至今的温度变化值） + INL误差

数字I/O/PFI

静态特性

通道数	共24个，8 (P0.<0..7>)，16 (PFI <0..7>/P1, PFI <8..15>/P2)
参考地	D GND
方向控制	各端子可通过编程独立配置为输入或输出
下拉电阻	常规50 kΩ，最低20 kΩ
输入电压保护	±20 V，最多2个引脚^[3]³ 超出输入电压保护规范的电压可能导致设备永久性损坏。

波形特性（仅限端口0）

使用的接线端

端口0 (P0.<0..7>)

端口/采样容量

最高8位

波形生成(DO) FIFO

2,047个采样

波形采集(DI) FIFO

2,047个采样

DI采样时钟频率
PCI/PXI	0 MHz～10 MHz，取决于系统和总线活动
USB	0 MHz～1 MHz，取决于系统和总线活动

DO采样时钟频率

PCI/PXI
通过FIFO重新生成	0 MHz～10 MHz
来自内存流	0 MHz～10 MHz，取决于系统和总线活动

USB
通过FIFO重新生成	0 MHz～10 MHz
来自内存流	0 MHz～1 MHz，取决于系统和总线活动

数据传输
PCI/PXI	DMA（分散-收集）、中断、编程控制I/O
USB	USB信号流、编程控制I/O

DI或DO采样时钟源^[4]⁴ 数字子系统不包含专用的内部定时引擎。因此，必须由设备中另一子系统或外部源提供采样时钟。

任意PFI、RTSI、AI采样或转换时钟、AO采样时钟、Ctr n内部输出、其他信号

PFI/端口1/端口2功能

功能	静态数字输入、静态数字输出、定时输入、定时输出
定时输出源	多个AI、AO、计数器、DI、DO定时信号
去抖动滤波设置	125 ns、6.425 μs、2.56 ms、禁用；信号高低转换；每个输入可独立配置

建议工作条件


电平	最小值	最大值
输入高电压(V_IH)	2.2 V	5.25 V
输入低电压(V_IL)	0 V	0.8 V
输出高电流(I_OH)P0.<0..7>	—	-24 mA
输出高电流(I_OH) PFI <0..15>/P1/P2	—	-16 mA
输出低电流(I_OL) P0.<0..7>	—	24 mA
输出低电流(I_OL) PFI <0..15>/P1/P2	—	16 mA

电气特性


电平	最小值	最大值
正向阈值(VT+)	—	2.2 V
反向阈值(VT-)	0.8 V	—
迟滞差值(VT+ - VT-)	0.2 V	—
I_IL输入低电流(V_in = 0 V)	—	-10 µA
I_IH输入高电流(V_in = 5 V)	—	250 µA

数字I/O特性

通用计数器/计时器

计数器/定时器数量	2
分辨率	32位
计数器测量	边沿计数、脉冲、半周期、周期、双边沿间隔
位置测量	X1、X2、X4正交编码（带复位通道Z）；双脉冲编码
输出应用	脉冲、动态更新的脉冲序列、频分、等时采样
内部基准时钟	80 MHz、20 MHz、0.1 kHz
外部基准时钟频率	0 MHz～20 MHz
基准时钟精度	50 ppm
输入	Gate、Source、HW_Arm、Aux、A、B、Z、Up_Down
输入连线选项	任意PFI、RTSI、PXI_TRIG、PXI_STAR、模拟触发、多种内部信号
FIFO	2个采样

数据传输
PCI/PXI	各计数器/定时器专用分散-收集DMA控制器、中断、编程控制I/O
USB	USB信号流、编程控制I/O

频率发生器

通道数	1
基准时钟	10 MHz 、100 kHz
分频数	1～16
基准时钟精度	50 ppm

输出可连接至任意输出PFI或RTSI接线端。

锁相环(PLL)

备注仅限PCI/PXI设备。

PLL数	1
参考信号	PXI_STAR, PXI_CLK10, RTSI <0..7>
PLL输出	80 MHz时基；由80 MHz时基衍生得到的其他信号，包括20 MHz和100 kHz时基

外部数字触发

源	任意PFI、RTSI、PXI_TRIG、PXI_STAR
极性	对绝大多数信号是软件可选
模拟输入功能	开始触发、参考触发、暂停触发、采样时钟、转换时钟、采样时钟时基
模拟输出功能	开始触发、暂停触发、采样时钟、采样时钟时基
计数器/定时器功能	Gate、Source、HW_Arm、Aux、A、B、Z、Up_Down
数字波形生成(DO)功能	采样时钟
数字波形采集(DI)功能	采样时钟

设备间触发总线

PCI	RTSI <0..7>^[5]⁵ 在本文档的其他章节，RTSI指PCI设备的RTSI <0..7>或PXI设备的PXI_TRIG <0..7>。
PXI	PXI_TRIG <0..7>, PXI_STAR
USB源	无
输出选择	10 MHz时钟、频率发生器输出或内部信号
去抖动滤波设置	125 ns、6.425 μs、2.56 ms、禁用；信号高低转换；每个输入可独立配置

总线接口

PCI/PXI	3.3 V或5 V信号环境
USB	USB 2.0高速或全速^[6]⁶ 全速模式下使用USB M系列设备会降低设备性能，且无法获得最大采样/更新速率。^,^[7]⁷ 全速总线上操作设备会降低设备性能。
DMA通道(PCI/PXI)	6个：可用于模拟输入、模拟输出、数字输入、数字输出、计数器/定时器0和计数器/定时器1
USB信号流	4个：可用于模拟输入、模拟输出、计数器/定时器0和计数器/定时器1

PXI设备可安装在PXI Express混合插槽中。不可用于控制PXI/SCXI混合机箱中的SCXI设备。

电源要求

无负载情况下的总线电流⁸ 不包括P0/PFI/P1/P2和+5 V接线端。^[8]

PCI/PXI
+5 V	0.03 A
+3.3 V	0.725 A
+12 V	0.35 A

AI和AO过压情况下的总线电流^[8]

PCI/PXI
+5 V	0.03 A
+3.3 V	1.2 A
+12 V	0.38 A

注意必须使用NI提供的交流电源适配器或NEC Class 2直流电源。电源必须符合设备的电源要求，必须有设备使用发生国家或地区的安全认证标志。

USB供电要求

11 V～ 30 V，DC，20 W，锁定或非锁定的电源插孔，0.080英寸中央针脚，锁定圈外径5/16英寸，螺距32牙/英寸

电流限制

注意超出电流限制可能引起设备和/或计算机/机箱不可预期的后果。

PCI
+5 V端子（连接器0）	1 A，最大值⁹ 早期版本带有自动重置保险丝，电流超出规范时将自动断开。新版本带有传统保险丝，电流超出规范时将自动断开。用户无法更换保险丝，如保险丝已熔断，请将设备送回NI返修。^[9]
+5 V端子（连接器1）	1 A，最大值^[9]

PXI
+5 V端子（连接器0）	1 A，最大值^[9]
+5 V端子（连接器1）	1 A，最大值^[9]
P0/PFI/P1/P2和+5 V端子组合	2 A，最大值

USB
+5 V端子	1 A，最大值^[9]
P0/PFI/P1/P2和+5 V端子组合	2 A，最大值
电源保险丝	2 A，250 V

物理特性

尺寸
PCI印刷电路板	10.6 cm × 15.5 cm(4.2 in. × 6.1 in.)
PXI印刷电路板	标准3U PXI
螺栓端子（含连接器）	26.67 cm × 17.09 cm × 4.45 cm(10.5 in. × 6.73 in. × 1.75 in.)
Mass终端外壳（含连接器）	18.8 cm × 17.09 cm × 4.45 cm (7.4 in. × 6.73 in. × 1.75 in.)
USB OEM	请参考NI USB-622x/625x/628x OEM User Guide

重量
PCI	164 g (5.8 oz)
PXI	236 g (8.3 oz)
USB螺栓端子	1.24 kg(2 lb11 oz)
USB Mass终端	816 g(1 lb12.8 oz)
USB OEM	172 g (6.1 oz)

I/O连接器
PCI/PXI	2个68针VHDCI
Mass终端	2个68针SCSI

螺栓端子/BNC螺栓端子连线

16 AWG～28 AWG

校准

推荐预热时间
PCI/PXI/PCI Express/PXI Express	15分钟
USB	30分钟

校准间隔

2年

最大工作电压

仅连接规定范围之内的电压。

通道对地	11 V，Measurement Category I

Measurement Category I是指在不直接连接至配电系统（称为MAINS电压）的电路上的测量。MAINS是对设备供电的电源系统，可能对人体造成伤害。该类测量主要用于受二级电路保护的电压测量。这类电压测量包括：信号电平、特种设备、设备的特定低能量部件、低电压源供能的电路、电子设备。

注意在Measurement Category II、III和IV中，请勿使用设备进行测量。

备注测量类别CAT I和CAT O（其他）具有相同的测量要求。这些测量不用于测量类别为CAT II、III、IV的MAINS建筑物配电系统直接连接的电路。

环境

运行温度
PCI/PXI	0 ºC～55 ºC
USB	0 ºC～45 ºC

存储温度	-20 ºC～70 ºC
湿度	10% RH～90% RH，无凝结
最高海拔	2,000 m
污染等级（仅限室内使用）	2

仅限室内使用。

冲击和振动（仅限于PXI）

运行环境冲击

30 g峰值，11 ms半正弦脉冲（依据IEC60068-2-27标准进行测试。测试内容依据MIL-PRF-28800F。）

随机振动
设备工作	5 Hz～500 Hz，0.3 g_rms
设备未工作	5 Hz～500 Hz，2.4 g_rms（依据IEC-60068-2-64标准进行测试。设备未工作时超出MIL-PRF-28800F，Class 3标准。）

安全合规性标准

该产品设计符合以下测量、控制和实验室用途的电气设备安全标准：

IEC 61010-1、EN 61010-1
UL 61010-1、CSA C22.2 No. 61010-1

备注关于安全认证，请参阅产品标签或产品认证和声明章节。

EMC标准

产品设计符合以下测量、控制和实验室用途电气设备的EMC标准：

EN 61326-1 (IEC 61326-1): Class A放射标准；基本抗扰度
EN 55011 (CISPR 11): Group 1, Class A放射标准
EN 55022 (CISPR 22): Class A放射标准
EN 55024 (CISPR 24)：抗扰度标准
AS/NZS CISPR 11: Group 1, Class A放射标准
AS/NZS CISPR 22: Class A放射标准
FCC 47 CFR Part 15B: Class A放射标准
ICES-001: Class A放射标准

备注在美国（依据FCC 47 CFR），Class A设备适用于商业、轻工业和重工业环境。在欧洲、加拿大、澳大利亚和新西兰（依据CISPR 11），Class A设备仅适用于重工业环境。

备注 Group 1设备（依据CISPR 11）是指不会出于处理材料或检查/分析目的，而有意释放射频能量的工业、科学或医疗设备。

备注关于EMC声明和认证等详细信息，见产品认证和声明。

CE规范

产品已达到现行欧盟产品规范的下列基本要求：

2014/35/EU；低电压规范（安全性）
2014/30/EU；电磁兼容性规范(EMC)
2011/65/EU；有害物质限用指令(RoHS)

产品认证和声明

关于合规信息，见产品的合规声明(DoC)。如需获取NI产品认证及合规声明(DoC)，请访问ni.com/product-certifications，通过模块编号搜索，并查看相应链接。

环境保护

NI始终致力于设计和制造有利于环境保护的产品。NI认为减少产品中的有害物质不仅有益于环境，也有益于客户。

如需了解更多环境保护信息，请访问ni.com/environment，参阅以工程守护健康地球页面。该页包含NI遵守的环境准则和规范，以及本文档未涉及的其他环境信息。

欧盟和英国客户

电子电器设备废弃物(WEEE)—所有超过生命周期的NI产品都必须依照当地法律法规进行处理。关于如何在当地回收NI产品，请访问ni.com/environment/weee。

电子信息产品污染控制管理办法（中国RoHS）

中国RoHS— NI符合中国电子信息产品中限制使用某些有害物质指令(RoHS)。关于NI中国RoHS合规性信息，请登录 ni.com/environment/rohs_china。(For information about China RoHS compliance, go to ni.com/environment/rohs_china.)

¹ 通道AI <0..15>对通道AI <64..79>的串扰为-67 dB。该规则适用于64通道间隔的通道。例如：AI (x)和AI (x + 64)。

² USB螺栓端子设备上电时，模拟输出信号在USB配置完成后定义。

³ 超出输入电压保护规范的电压可能导致设备永久性损坏。

⁴ 数字子系统不包含专用的内部定时引擎。因此，必须由设备中另一子系统或外部源提供采样时钟。

⁵ 在本文档的其他章节，RTSI指PCI设备的RTSI <0..7>或PXI设备的PXI_TRIG <0..7>。

⁶ 全速模式下使用USB M系列设备会降低设备性能，且无法获得最大采样/更新速率。

⁷ 全速总线上操作设备会降低设备性能。

⁸ 不包括P0/PFI/P1/P2和+5 V接线端。

⁹ 早期版本带有自动重置保险丝，电流超出规范时将自动断开。新版本带有传统保险丝，电流超出规范时将自动断开。用户无法更换保险丝，如保险丝已熔断，请将设备送回NI返修。

PCI/PXI/USB-6255产品规范

M系列数据采集：80 AI、1.25 MS/s、24 DIO、2 AO

PCI/PXI/USB-6255 Specifications

PCI/PXI/USB-6255引脚分布

模拟输入

多通道测量的稳定时间

典型特性图

AI绝对精度

AI绝对精度公式

AI绝对精度范例

模拟触发

模拟输出

外部参考

AO绝对精度

AO绝对精度公式

数字I/O/PFI

静态特性

波形特性（仅限端口0）

PFI/端口1/端口2功能

建议工作条件

电气特性

数字I/O特性

通用计数器/计时器

频率发生器

锁相环(PLL)

外部数字触发

设备间触发总线

总线接口

电源要求

电流限制

物理特性

校准

最大工作电压

环境

冲击和振动（仅限于PXI）

安全合规性标准

EMC标准

CE规范

产品认证和声明

环境保护

欧盟和英国客户

电子信息产品污染控制管理办法（中国RoHS）

Log in to get a better experience