USB-6341产品规范

USB-6341 产品规范

这些产品规范适用于 USB-6341 。

设备的产品规范可能在未声明的情况下发生变更。

采用本文档中未提及的其他方式操作设备可能影响 USB-6341 提供的保护。

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。

USB-6341引脚分布

使用引脚分布连接至USB-6341上的接线端。

螺栓端子连接器

USB-6341 Screw Terminal Pinout — 图 1. USB-6341螺栓端子引脚

BNC连接器

USB-6341 BNC Pinout — 图 2. USB-6341 BNC引脚分布

表 2. 信号说明
信号	参考	说明
AI GND	—	模拟输入地－这些接线端是在RSE模式下单端AI测量的参考点，以及DIFF测量的偏置电流返回点。全部参考地（AI GND和D GND）在设备上相互连通。虽然AI GND和D GND在设备上连接，但其均通过短线连接，以便减少子系统之间的串扰。每种地之间电势差稍微有所不同。
AI <0..7>	可变	模拟输入通道－对于差分测量模式，BNC引脚和屏蔽层分别为差分模拟输入通道的正负输入端。如需测量浮接信号源，可将BNC连接器下的开关移至FS位置。如需测量接地信号源，可将BNC连接器下的开关移至GS位置。关于单端测量选项的详细信息，请参阅 USB-6341功能。
AI SENSE	—	模拟输入感应端－NRSE模式中，每个AI <0..15>信号的参考是AI SENSE。
AO <0,1>	—	模拟输出通道 - 这些接线端提供电压输出。
D GND	—	数字地－D GND为端口0、端口1、端口2数字通道、PFI和+5 V提供参考。全部参考地（AI GND和D GND）在设备上相互连通。虽然AI GND和D GND在设备上连接，但其均通过短线连接，以便减少子系统之间的串扰。每种地之间电势差稍微有所不同。
P0.<0..7>	D GND	端口0数字I/O通道 - 可将每个信号单独配置为输入或输出。
+5 V	D GND	+5 V电源 - 这些接线端提供带保险丝的+5 V电源。
PFI <0..7>/P1.<0..7>, PFI <8..15>/P2.<0..7>	D GND	可编程函数接口或数字I/O通道 - 每个接线端可单独配置为PFI接线端或数字I/O接线端。作为输入，每个PFI接线端可用作AI、AO、DI和DO定时信号或者计数器/定时器输入的外部电源。作为PFI输出，可连接多个不同的内部AI、AO、DI、DO定时信号至各个PFI接线端。也可以连接计数器/定时器输出至各个PFI接线端。作为端口1或端口2的数字I/O信号，可分别将每个信号配置为输入或输出。
NC	—	无连接－请勿连接信号至该接线端。
USER <1,2>	—	用户定义通道－USER BNC设备上，用户可使用BNC连接器连接所需数字I/O或定时I/O信号。USER BNC连接器在内部连接至USER螺栓端子。
CHS GND	－	机箱地－该接线端连接至设备金属外壳。接地连接时，可将线缆的屏蔽式导线连接至CHS GND。

表 3. 计数器/定时器的默认接线端
计数器/定时器信号	默认PFI接线端
CTR 0 SRC	PFI 8
CTR 0 GATE	PFI 9
CTR 0 AUX	PFI 10
CTR 0 OUT	PFI 12
CTR 0 A	PFI 8
CTR 0 Z	PFI 9
CTR 0 B	PFI 10
CTR 1 SRC	PFI 3
CTR 1 GATE	PFI 4
CTR 1 AUX	PFI 11
CTR 1 OUT	PFI 13
CTR 1 A	PFI 3
CTR 1 Z	PFI 4
CTR 1 B	PFI 11
CTR 2 SRC	PFI 0
CTR 2 GATE	PFI 1
CTR 2 AUX	PFI 2
CTR 2 OUT	PFI 14
CTR 2 A	PFI 0
CTR 2 Z	PFI 1
CTR 2 B	PFI 2
CTR 3 SRC	PFI 5
CTR 3 GATE	PFI 6
CTR 3 AUX	PFI 7
CTR 3 OUT	PFI 15
CTR 3 A	PFI 5
CTR 3 Z	PFI 6
CTR 3 B	PFI 7
FREQ OUT	PFI 14

模拟输入

通道数

16个单端或8个差分

模数转换器分辨率

16位

DNL

保证无丢失代码

INL

请参考AI绝对精度。

采样率
单通道最大值	500 kS/s
多通道最大值（多路综合）	500 kS/s
最小值	无最小值

定时分辨率

10 ns

定时精度

采样率的50 ppm

输入耦合

DC

输入范围

±0.2 V、±1 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	1,200 Ω
AI-对AI GND	1,200 Ω

输入偏置电流

±100 pA

串扰(100 kHz)
相邻通道	-75 dB
非相邻通道	-90 dB

小信号带宽(-3 dB)

1.2 MHz

输入FIFO容量

2,047个采样

扫描列表内存

4,095项

数据传输

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2个AI引脚
设备关闭	±15 V，最多2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

多通道测量的稳定时间，精度，全幅跳变，全量程
跳变的±90 ppm (±6 LSB)	2 μs转换间隔
跳变的±30 ppm (±2 LSB)	3 μs转换间隔
跳变的±15 ppm (±1 LSB)	5 μs转换间隔

典型特性图

AI绝对精度（担保）

表 4. AI绝对精度
额定正向量程(V)	额定负向量程(V)	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)
10	-10	65	13	23	270	2,190
5	-5	72	13	23	135	1,130
1	-1	78	17	26	28	240
0.2	-0.2	105	27	39	9	60

注：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 = 10,000
包含因子 = 3 σ

有关全量程绝对精度的详细信息，请参阅下文的AI绝对精度范例部分。

注：自设备外部校准起，表中给出精度的有效期为两年。

增益温度系数	7.3 ppm/°C
参考温度系数	5 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
噪声不确定性 =
$\frac{随机噪声 \cdot 3}{\sqrt{10, 000}}$
对于包含因子为3 σ，均匀选取10000个采样点的情况。

AI绝对精度范例

例如，10 V范围的全量程绝对精度计算如下：

增益误差：65 ppm + 7.3 ppm × 1 + 5 ppm × 10 = 122 ppm
偏移误差：13 ppm + 23 ppm × 1 + 60 ppm = 96 ppm
噪声不确定性：
$\frac{270 µ V \cdot 3}{\sqrt{10, 000}}$
= 8.1 μV
绝对精度：10 V × （增益误差） + 10 V × （偏移误差） + 噪声不确定度 = 2,190 μV

模拟输出

通道数

2

DAC分辨率

16位

DNL

±1 LSB

单调性

16位

最大更新速率（同步）
1个通道	900 kS/s
2个通道	每通道840 kS/s

定时精度

采样率的50 ppm

定时分辨率

10 ns

输出范围

±10 V

输出耦合

DC

输出阻抗

0.2 Ω

输出驱动电流

±5 mA

过驱保护

±15 V

过电流

15 mA

上电状态

±20 mV

上电/断电毛刺

1.5 V，持续1.2 s^[1]¹ 常规行为。根据主机系统USB性能，时间周期可能会更长。固件更新期间，时间周期可能会更长。

输出FIFO容量

8,191个采样，供所有通道使用

数据传输

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)

6 µs

边沿斜率

15 V/µs

毛刺能量
幅度	100 mV
持续时间	2.6 µs

AO绝对精度

表 5. AO绝对精度
额定正向量程(V)	额定负向量程(V)	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	80	11.3	5	53	4.8	128	3,271

注： 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。

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
DO或DI采样时钟频率	0 MHz～1 MHz，取决于系统和总线活动
数据传输	USB信号流、编程控制I/O
数字线滤波器设置	160 ns、10.24 μs、5.12 ms、禁用

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；可编程的信号高低转换；每个输入可独立配置

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
外部时钟频率	0 MHz～25 MHz
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、多种内部信号
FIFO	127个采样/计数器
数据传输	USB信号流、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

输出可连接至任意PFI或RTSI接线端。

锁相环(PLL)

PLL数	1
PFI <0..15>参考时钟锁定频率	10 MHz
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
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、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

总线接口

USB兼容性	USB 2.0 高速或全速^[2]² 在全速总线上运行设备将降低设备性能，且可能无法获得最大采样率/更新速率。
USB信号流	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。

注意 USB设备必须使用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。

电源要求	11 VDC~30 VDC，30 W，带螺栓锁的2针可插拔式螺栓端子（螺距3.5 mm），类似于Phoenix Contact MC 1,5/2-STF-3,5 BK
电源输入对接连接器	Phoenix Contact MC 1,5/2-GF-3,5 BK或同等性能

电流限制

注意超出电流限制可能引起设备不可预期的后果。

+5 V端子	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	2 A，最大值

物理特性

外壳尺寸（含连接器）
BNC	20.3 cm × 18.5 cm × 6.8 cm(8.0 in. × 7.3 in. × 2.7 in.)
螺栓端子	26.4 cm × 17.3 cm × 3.6 cm(10.4 in. × 6.8 in. × 1.4 in.)

重量
BNC	1.520 kg (3 lb 5.6 oz)
螺栓端子	1.406 kg (3 lb 1.6 oz)

I/O连接器

BNC
设备连接器	20个BNC和30个螺栓端子
螺栓端子线规	0.2047 mm²～1.3087 mm²(16 AWG～24 AWG)

螺栓端子
设备连接器	64个螺栓端子
螺栓端子线规	0.2047 mm²～1.3087 mm²(16 AWG～24 AWG)

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

Measurement Category I适用于在不直接连接配电系统（MAINS电压）的电路上进行的测量。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、稳压低压电源供能的电路和电子设备。

注意在Measurement Category II、III和IV中，请勿使用该系统连接信号或进行测量。

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。

冲击和振动

运行环境冲击

30 g峰值，11 ms半正弦脉冲

（依据IEC 60068-2-27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进行测试。设备未工作时超出MIL-PRF-28800F, Class 3标准。）

环境

温度
运行	0 °C～45 °C
存储	-40 °C～70 °C

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

污染等级

2

最高海拔

2,000米

仅限室内使用。

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
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-001: 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.)