PXIe-6386产品规范

下载PDF

更新时间2024-02-27
阅读时长18分钟

PXIe-6386产品规范

本文档主要介绍PXIe-6386（16位、14 MS/s/ch）、2 AO、24 DIO、PXI多功能I/O模块的产品规范。

PXIe-6386在若干方面与其他SMIO设备有所不同。关于此设备特殊注意事项的详细信息，请访问ni.com/info，然后输入信息代码smio14ms查询。

定义

担保产品规范给出了型号在规定操作条件下的性能，其中内容涵盖于型号质量担保中。

特性给出了型号在规定操作条件下使用的相关值，但其中内容未涵盖于型号质量担保中。

常规产品规范给出了多数型号符合的性能。
额定产品规范给出了基于设计、一致性测试或补充测试的属性。

除非另外声明，否则产品规范为常规产品规范。

条件

除非另外声明，否则下列规范的适用温度均为25 °C。

模拟输入

通道数

8个差分

模数转换器分辨率

16位

DNL

保证无丢失代码

INL

请参见AI绝对精度部分。

采样率
使用板载采样时钟时的最大值	14.29 MS/s
使用外部采样时钟时的最大值	15 MS/s
最小值	20 kS/s

定时分辨率

10 ns

定时精度

采样率的50 ppm

输入耦合

输入范围

±1 V、±2 V、±5 V、±10 V

模拟输入的最大工作电压
正输入(AI+)	±11 V全量程，Measurement Category I
负输入(AI-)	±11 V全量程，Measurement Category I

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

注： Measurement Category CAT I和CAT O等同。该类测试测量电路用于其他电路，不能直接连接使用MAINS建筑物电源的Measurement Category CAT II、CAT III或CAT IV电路。

CMRR（DC至60 Hz）	70 dB
带宽	6 MHz

表 1. 总谐波失真(THD)
输入量程(V)	THD (dB，100 kHz时)
±10	-95
±5	-100
±2	-100
±1	-100

输入阻抗（设备开启）
AI+对AI GND	>100 GΩ，与50 pF电容并联
AI-对AI GND	>100 GΩ，与50 pF电容并联

输入阻抗（设备关闭）
AI+对AI GND	10 kΩ
AI-对AI GND	10 kΩ

输入偏置电流

±10 pA

串扰(100 kHz)
相邻通道	-90 dB
非相邻通道	-100 dB

输入FIFO容量

8,191个采样在所用通道间共享，外加每通道专用4096个采样

数据传输

DMA（分散-收集）、编程控制I/O（软件定时）

所有模拟输入通道的过压保护
设备开启	±36 V
设备关闭	±15 V

过压时的输入电流

±10 mA/AI引脚，最大值

模拟触发

触发次数

源

AI <0..7>, APFI 0

功能

开始触发、参考触发、采样时钟、采样时钟时基

源电平
AI <0..7>	±全量程
APFI 0	±10 V

分辨率

16位

模式

模拟边沿触发、具有迟滞的模拟边沿触发、模拟窗触发

带宽(-3 dB)
AI <0..7>	2.0 MHz
APFI 0	2.5 MHz

精度

量程的±1%

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

AI绝对精度

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）	偏移温度系数（量程的ppm/°C）	随机噪声σ (μVrms) ^[1]¹ 为满足产品规范，未使用的通道短接至AIGND。	全量程绝对精度(μV)
10	-10	48	34	260	1778
5	-5	55	35	150	935
2	-2	55	37	95	389
1	-1	65	42	80	219

注：关于全量程绝对精度的详细信息，请参考AI绝对精度范例。

增益温度系数	10 ppm/°C
参考温度系数	1 ppm/°C
残余偏移误差	量程的20 ppm
INL误差	量程的13 ppm^[2]² 在量程内时。采样率 ≥ 10MS/s时，再加上量程的35 ppm。

注：自设备外部校准起，表中给出精度的有效期为两年。

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
采样率 ≥ 10 MS/s
上次内部校准至今的温度变化值 = 1 °C
采样数量 = 10,000
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 = 48 ppm + 10 ppm · 1 + 1 ppm · 10 = 68 ppm
偏移误差 = 20 ppm + 34 ppm × 1 + (13 + 35) ppm = 102 ppm
噪声不确定度 ＝
$\frac{260 μ V \cdot 3}{\sqrt{10, 000}}$
= 7.8 µV
绝对精度 = 10 V × (增益误差) + 10 V × (偏移误差) + 噪声不确定度 = 1708 µV

模拟输出

通道数

DAC分辨率

16位

DNL

±1 LSB，最大值

单调性

16位保证

精度

请参考AO绝对精度。

最大更新速率（同步）
1个通道	3.3 MS/s
2个通道	3.3 MS/s

最小更新速率	无最小值
定时精度	采样率的50 ppm
定时分辨率	10 ns
输出范围	±10 V、±5 V和±外部参考APFI 0
输出耦合	DC
输出阻抗	0.4 Ω
输出驱动电流	±5 mA
过驱保护	±25 V
过电流	10 mA
上电状态	±5 mV
上电/断电毛刺	峰值1.5 V，持续200 ms
输出FIFO容量	8,191个采样，供所有通道使用
数据传输	DMA（分散-收集）、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	6 nV · s

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

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

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)	参考温度系数(ppm/°C)	残余偏移误差（量程的ppm）	偏移温度系数（量程的ppm/°C）	INL误差（量程的ppm）	全量程绝对精度(μV)
10	-10	129	17	5	65	1	64	3256
5	-5	135	8	5	65	1	64	1616

注：自设备外部校准起，表中给出精度的有效期为两年。

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 + 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，最多两个引脚

注意超出输入电压保护规范的电压可能导致器件永久性损坏。

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

255个采样

DI采样时钟频率

0 MHz～10 MHz，取决于系统和总线活动

DO采样时钟频率
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

数据传输	DMA（分散-收集）、编程控制I/O
数字线滤波器设置	160 ns、10.24 μs、5.12 ms、禁用；程控的信号高低转换；每条输入线可独立配置

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	90 ns、5.12 µs、2.56 ms、自定义间隔、禁用；程控的信号高低转换；每条输入线可独立配置

建议工作条件

输入高电压(V_IH)
最小值	2.2 V
最大值	5.25 V

输入低电压(V_IL)
最小值	0 V
最大值	0.8 V

输出高电流(I_OH)
P0.<0..7>	-24 mA，最大值
PFI <0..15>/P1/P2	-16 mA，最大值

输出低电流(I_OL)
P0.<0..7>	24 mA，最大值
PFI <0..15>/P1/P2	16 mA，最大值

数字I/O特性

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

通用计数器

计数器/定时器数量	4
分辨率	32位
计数器测量	边沿计数、脉冲、脉冲宽度、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	100 MHz, 20 MHz, 100 kHz
外部基准时钟频率	0 MHz～25 MHz；0 MHz～100 MHz（PXIe_DSTAR<A,B>上）
基准时钟精度	50 ppm
输入	Gate、Source、HW_Arm、Aux、A、B、Z、Up_Down、采样时钟
输入连线选项	任意PFI、PXIe_DSTAR<A,B>、PXI_TRIG、PXI_STAR、模拟触发、多种内部触发
FIFO	127个采样/计数器
数据传输	各计数器/定时器专用分散-收集DMA控制器、编程控制I/O

频率发生器

通道数	1
基准时钟	20 MHz、10 MHz、100 kHz
分频数	1～16
基准时钟精度	50 ppm

输出可在任意输出PFI接线端上提供。

锁相环(PLL)

注： PXIe-6386在若干方面与其他SMIO设备有所不同。关于此设备时基的详细信息，请访问ni.com/info，然后输入信息代码smio14ms查询。

PLL数

表 4. 参考时钟锁定频率
参考信号	PXI Express锁定输入频率(MHz)
PXIe_DSTAR<A,B>	10, 20, 100
PXI_STAR	10, 20
PXIe_CLK100	100
PXI_TRIG <0..7>	10, 20
PFI <0..15>	10, 20

PLL输出

100 MHz时基；由100 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、PXIe_DSTAR<A,B>、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、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、采样时钟
数字波形生成(DO)功能	开始触发、暂停触发、采样时钟、采样时钟时基
数字波形采集(DI)功能	开始触发、参考触发、暂停触发、采样时钟、采样时钟时基

设备间触发总线

输入源	PXI_TRIG <0..7>, PXI_STAR, PXIe_DSTAR<A,B>
输出源	PXI_TRIG <0..7>, PXIe_DSTARC
输出选择	10 MHz时钟、频率发生器输出、多种内部信号
去抖动滤波设置	90 ns、5.12 μs、2.56 ms、自定义间隔、禁用；程控的信号高低转换；每条输入线可独立配置

总线接口

规格	x1 PXI Express外围模块，兼容版本1.0规范
插槽兼容性	x1和x4 PXI Express或PXI Express混合插槽
DMA通道	8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、计数器/定时器1、计数器/定时器2和计数器/定时器3

电源要求

注意采用X Series User Manual中未提及的其他方式操作设备可能影响设备提供的保护。

+3.3 V	6 W
+12 V	30 W

电流限制

注：超出电流限制可能引起模块和/或机箱不可预期的后果。

+5 V端子（连接器0）	1 A，最大值^[3]³ 带有自动重置保险丝，电流超出规范时将自动断开。
P0/PFI/P1/P2和+5 V端子组合	1.7 A，最大值

物理特性

印刷电路板尺寸

标准3U PXI

重量

294 g (10.4 oz)

I/O连接器
模块连接器	68针直角PCB固定VHDCI（插座）
线缆连接器	68针偏置IDC线缆连接器（插头）(SHC68-*)

注：有关用于DAQ设备的连接器的详细信息，请访问ni.com/info并输入信息代码rdspmb，查看文档NI DAQ设备自配线缆、替换连接器和螺丝。

校准

推荐预热时间	15分钟
校准间隔	2年

最大工作电压

最大工作电压指信号电压和共模电压之和。

通道对地	11 V，Measurement Category I

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

注： Measurement Category CAT I和CAT O等同。该类测试测量电路用于其他电路，不能直接连接使用MAINS建筑物电源的Measurement Category CAT II、CAT III或CAT IV电路。

环境守则

该型号仅用于室内应用。

环境特性

温度
运行	0 °C～55 °C
存储	-40°C～71°C

湿度
运行	10% RH～90% RH，无凝结
存储	5%～95% RH，无凝结

污染等级	2
最高海拔	2,000 m (800 mbar)（环境温度为25 °C）

冲击和振动
运行环境振动	5 Hz～500 Hz, 0.3 g RMS
非工作状态振动	5 Hz～500 Hz, 2.4 g RMS
运行环境冲击	30 g，半正弦，11 ms脉冲

环境标准

产品符合以下电气设备的环境标准：

IEC 60068-2-1低温
IEC 60068-2-2干热
IEC 60068-2-78湿热（恒态）
IEC 60068-2-64随机运行振动
IEC 60068-2-27运行环境冲击
MIL-PRF-28800F
- 低温限制：运行环境Class 3，存储环境Class 3
- 高温限制：运行环境Class 2，存储环境Class 3
- 随机振动：非运行环境Class 3
- 冲击：运行环境Class 2

注：如需了解产品是否已通过海事认证，请查看产品标签或访问ni.com/product-certifications并查询证书。

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

注：关于安全认证，请参阅产品标签或产品认证和声明章节。

电磁兼容性标准

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；基本抗扰度标准
EN 55011 (CISPR 11)：Group 1，Class A放射标准
AS/NZS CISPR 11：Group 1，Class A放射标准
FCC 47 CFR Part 15B：Class A放射标准
ICES-003：Class A放射标准

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。

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。

关于EMC声明和认证等详细信息，见产品认证和声明。

CE兼容

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，通过模块型号进行搜索，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 为满足产品规范，未使用的通道短接至AIGND。

² 在量程内时。采样率 ≥ 10MS/s时，再加上量程的35 ppm。

³ 带有自动重置保险丝，电流超出规范时将自动断开。