Especificaciones explicadas: DAQ de E/S Multifunción (MIO) de NI

Información general

Los manuales de especificaciones para dispositivos y módulos de Adquisición de datos (DAQ) de E/S Multifunción (MIO) de NI proporcionan los detalles técnicos necesarios para determinar o elegir el dispositivo o módulo de adquisición de datos (DAQ) más adecuado para su aplicación y sirve como referencia para validar el rendimiento del dispositivo o módulo durante el desarrollo del sistema. Este documento proporciona definiciones de la terminología utilizada, en un formato de glosario, para ilustrar la importancia y relevancia de cada especificación.

Contenido

Introducción

Esta guía se divide en las mismas secciones que la mayoría de los manuales de especificaciones de NI. Los términos y las definiciones siguientes se enumeran en orden alfabético y pueden aparecer en los manuales de especificaciones en otro orden. Esta guía se aplica exclusivamente a los dispositivos y módulos DAQ de MIO de las familias 60xx, 61xx, 62xx y 63xx (anteriormente, series B, E, S, M y X). Otras familias de productos de NI, como chasis y controladores cDAQ y cRIO, módulos de la serie C 91xx, 92xx, 94xx, serie R de multifunción RIO 78xx, multímetros digitales, osciloscopios/digitalizadores y otros instrumentos pueden usar otras terminologías o métodos para derivar especificaciones y, como tales, esta guía no debe utilizarse como referencia para dispositivos y módulos que no sean de la familia DAQ de MIO.

Esta guía utilizará los dispositivos NI 6361 y NI 6363 como referencias en todo momento. Si desea seguir estas especificaciones del dispositivo, puede hacerlo siguiendo este enlace: Especificaciones de NI 6361 y NI 6363.

 

Comprensión de la terminología de las especificaciones

En primer lugar, es importante tener en cuenta la diferencia categórica entre varias especificaciones. NI define las capacidades y el rendimiento de sus instrumentos de pruebas y medición como especificaciones, especificaciones típicas y características o especificaciones complementarias. Consulte el manual de especificaciones de sus dispositivos para obtener más información sobre qué especificaciones están garantizadas o son típicas.

  • Las especificaciones caracterizan el rendimiento garantizado del instrumento dentro del intervalo de calibración recomendado y bajo las condiciones de funcionamiento establecidas.
  • Las especificaciones típicas son especificaciones que cumplen la mayoría de instrumentos dentro del intervalo de calibración recomendado y bajo las condiciones de funcionamiento establecidas. Las especificaciones típicas no están garantizadas.
  • Las características o especificaciones complementarias describen funciones y atributos básicos del instrumento establecidos por diseño o durante el desarrollo y no evaluados durante la verificación o el ajuste. Proporcionan información relevante para el uso adecuado del instrumento que no se incluye en las definiciones anteriores.

 

Especificaciones del subsistema analógico

Los dispositivos y módulos de DAQ de MIO de NI pueden tener entrada analógica, salida analógica o una combinación de ambos sistemas. Hay especificaciones únicas para cada subsistema, pero también algunas especificaciones que se aplican a ambos. Esta sección está dividida en tres secciones para cubrir las especificaciones comunes, las de entrada analógica específica y las de salida analógica.

Entrada analógica y salida analógica

Precisión absoluta a escala completa

La precisión se refiere a lo cerca que está el valor correcto de una medición. La precisión absoluta a escala completa es una precisión teórica que se calcula asumiendo que el valor que se mide es el voltaje máximo admitido en un rango determinado. La precisión de una medición cambiará a medida que cambie la medición, por lo que para poder hacer una comparación entre dispositivos, se utiliza la precisión a escala completa. Tenga en cuenta que la precisión absoluta a escala completa hace suposiciones sobre las variables de entorno, como la temperatura de funcionamiento a 25 °C, que pueden ser diferentes en la práctica.

  • Escala completa positiva de rango nominal: el valor positivo máximo ideal que se puede medir en un rango determinado.
  • Escala completa negativa de rango nominal: el valor negativo máximo ideal que se puede medir en un rango determinado.
  • Error de ganancia residual: error de ganancia inherente al amplificador de instrumentación y se sabe que existe después de una auto-calibración.
  • Tempco de ganancia: el coeficiente de temperatura que describe cómo la temperatura afecta a la ganancia del amplificador en comparación con la temperatura en la última auto-calibración.
  • Error de desfase residual: error de desfase inherente al amplificador de instrumentación y se sabe que existe después de una auto-calibración.
  • Tempco de referencia: el coeficiente de temperatura que describe la precisión de una medición a una temperatura específica en comparación con la temperatura en la última calibración externa.
  • Error de INL (resolución de precisión relativa): la desviación máxima de la salida de voltaje de un ADC a la salida ideal. Puede considerarse como el peor caso de DNL. Consulte también: DNL
  • Tempco de desfase: el coeficiente de temperatura que describe cómo la temperatura afecta al desfase en una conversión de ADC en comparación con la temperatura en la última auto-calibración.
  • Ruido aleatorio/del sistema: ruido adicional del sistema generado por el frontal analógico, medido conectando a tierra el canal de entrada.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene un rango de ±0.5 V. La precisión absoluta a escala completa se calcula con la suposición de que la señal que se mide es 0.5 V. La precisión absoluta a escala completa para el rango de ±0.5 V es de 100 µV.

Consulte también

¿Cómo calculo la precisión absoluta o la precisión del sistema?


Resolución del convertidor analógico digital (ADC)

La resolución es la menor cantidad de cambio en la señal de entrada que puede detectar un dispositivo o sensor. El número de bits utilizados para representar una señal analógica determina la resolución del ADC.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 es un dispositivo de 16 bits, lo que significa que el cambio de amplitud más bajo que se puede detectar en el rango de ±5 V es de 0.152 mV. En el rango de ±0.1 V, este valor es 3.05 µV.

Resolución del convertidor analógico digital (ADC)


Tasa de rechazo de modo común (CMRR)

Cuando se ve la misma señal en las entradas positivas y en las negativas de un amplificador, el CMRR especifica qué cantidad de esta señal se rechaza de la salida final (se suele medir en dB). Lo ideal sería que el amplificador eliminara el 100% de la señal de modo común, pero esto no se puede lograr en la implementación.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene un CMRR de 100 dB. Esto significa que atenuará los voltajes de modo común en 100,000x. Si la señal que se mide es una onda sinusoidalpk de 5 V, y el desfase o voltaje común entre las entradas positivas y negativas es de 5 VDC, la salida final rechazará o atenuará la entrada de 5 VDC a 5 µV. El CMRR no se incluye en las derivaciones de precisión y debe contabilizarse por separado si la señal medida contiene voltajes de modo común.


Conversión de intervalo

El tiempo de establecimiento requerido entre canales en una medición multicanal.

Ejemplo

El PCI-6221 tiene un intervalo de conversión que varía de 4 a 7 µs, en función del nivel de precisión que requiere el usuario.

Consulte también

Terminología de muestreo de la adquisición de datos


Acoplamiento

Una propiedad de la interfaz de dos circuitos que define qué tipos de señales pasan de un lado a otro de la interfaz. Por lo general, hay dos opciones:

  • Acoplamiento de DC: pasará señales de AC y DC.
  • Acoplamiento de AC: solo pasará señales de AC, lo que da como resultado una implementación de hardware para eliminar el desfase de DC de una señal.

Algunos dispositivos cuentan con acoplamiento que se puede seleccionar por software, mientras que otros tienen AC o DC.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene acoplamiento DC tanto en la entrada analógica como en la salida analógica. No admite acoplamiento de AC en ninguna.

Consulte también

Información básica sobre el acoplamiento de AC y DC


Interferencia

La medida de cuánto puede acoplarse una señal de un canal a un canal adyacente o afectarlo. Hay interferencia cada vez que hay una señal en la que varía la amplitud en un cable o una traza de PCB que está físicamente cerca de otro cable o traza de PCB.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene una especificación de interferencia de -75 dB para canales adyacentes y -95 dB para canales no adyacentes. Esto significa que el canal ai2 tendrá una especificación de interferencia de -75 dB entre los canales ai1 y ai3, y una especificación de interferencia de -95 dB a todos los demás canales ai.


Mecanismos de transferencia de datos

Los dispositivos de NI transfieren datos de forma bidireccional del dispositivo al ordenador (en el caso de la entrada) y del ordenador al dispositivo (en el caso de la salida). Se utilizan diferentes mecanismos de transferencia de datos según el bus (USB, PXI Express, etc.). Algunos buses pueden admitir varios mecanismos de transferencia. Consulte la documentación de ayuda de NI-DAQmx para obtener más información sobre mecanismos específicos.

Ejemplo

El USB-6341 admite USB Bulk (flujos de señal) y transferencias de datos de E/S programadas. El NI PXIe-6363 admite acceso directo a memoria (DMA) y E/S programadas.

Consulte también

¿Qué es el DMA (acceso directo a memoria) de dispersión o recopilación?


No linealidad diferencial (DNL)

La diferencia entre el tamaño de paso ideal de un DAC (consulte Resolución del convertidor digital a analógico (DAC) para saber cómo calcular el tamaño de paso) y el valor real que se emite (por lo general, se mide en LSB). En un DAC ideal, DNL sería 0 LSB.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene un DNL de ±1 LSB, lo que significa que para cualquier valor que se emite desde el DAC, el valor real puede estar a ±1 LSB del valor programado. Por ejemplo, si el usuario programa el DAC para emitir un valor de 1 V en el rango de ±5 V, la salida (sin incluir los efectos de precisión) puede oscilar entre:

No linealidad diferencial (DNL)

INL es el efecto compuesto de DNL, por lo que la especificación INL se usa a menudo en cálculos de precisión. Para el NI PXIe-6363, la especificación INL en la tabla de precisión es de 64 ppm, o 4 LSB, del rango utilizado.


Resolución del convertidor digital a analógico (DAC)

El número de bits que representa una señal analógica cuando se convierte desde un valor digital.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 usa DAC de 16 bits, lo que significa que hay 216 valores discretos que pueden emitirse entre ±5 V, ±10 V o un voltaje de usuario suministrado.

Consulte también

Generar una señal: tipos de generadores de funciones, consideraciones de DAC y otra terminología común


Tamaño de FIFO (analógico)

Los dispositivos NI DAQ pueden almacenar datos en un FIFO interno cuando realizan tareas de entrada analógica o salida analógica.

  • Para las tareas de entrada, este FIFO se usa para almacenar los datos antes de que el software controlador NI-DAQmx transfiera los datos a una ubicación preasignada en la RAM conocida como el buffer del PC.
  • Para las tareas de salida, los datos que solicita generar un usuario se pueden almacenar en una combinación de FIFO y búfer del PC.

Los dispositivos que tienen canales de entrada y salida tendrán un FIFO dedicado para cada subsistema. Sin embargo, el FIFO se comparte en todos los canales dentro del mismo. Para la entrada analógica, NI-DAQmx implementa mecanismos de transferencia de datos para garantizar que los datos almacenados en el FIFO se transfieran al búfer del PC lo suficientemente rápido como para que no se sature. Para la entrada analógica, NI-DAQmx implementa mecanismos de transferencia de datos para garantizar que los datos del búfer del PC se transfieran al FIFO interno lo suficientemente rápido como para que no se sature. Para la salida analógica, hay propiedades que puede seleccionar el usuario para especificar si se usa o no el búfer del PC y para volver a generar una forma de onda única desde el FIFO interno.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene una entrada FIFO de 2,047 muestras. Esto significa que una tarea de entrada con cuatro canales que adquieren datos a una velocidad de 1,024 S/ch/s excederá el FIFO interno en menos de medio segundo:

Tamaño de FIFO (analógico)

NI-DAQmx utiliza DMA para transferir datos desde el FIFO a la memoria interna del ordenador, conocida como el búfer, para evitar la saturación.

Consulte también

Configuración de la propiedad de condición de solicitud de transferencia de datos en NI-DAQmx
FIFO de adquisición de forma de onda (DI)
FIFO de generación de forma de onda (DO)


Corriente de polarización de entrada

Una consecuencia de tener una impedancia de entrada finita es que el dispositivo requiere una pequeña cantidad de corriente para poder detectar una señal. En teoría, este valor debería ser 0 A, pero en la práctica esto no es posible.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene una corriente de polarización de entrada de ±100 pA. Esto significa que cualquier sensor medido por el NI PXIe-6363 debe ser capaz de generar al menos esa cantidad de corriente en todo su rango de salida de voltaje para poder digitalizarse correctamente.


Corriente de entrada durante la condición de sobre voltaje

Cuando el dispositivo está en una condición de sobre voltaje, esta es la cantidad de corriente especificada que el dispositivo pierde.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 pierde un máximo de ±20 mA por pin en un estado de sobre voltaje. Exceder este valor puede ocasionar daños a los componentes críticos.


Impedancia de entrada

La impedancia de entrada es una medida de la forma en que los circuitos de entrada impiden que la corriente fluya a través de la toma a tierra de entrada analógica. Para un ADC ideal, este valor debe ser infinito, lo que significa que no fluirá corriente desde la entrada a tierra, pero en la práctica esto no es posible. La implicación de cierta impedancia de entrada finita es que el ADC tendrá cierto grado de carga en un circuito, particularmente aquellos de alta impedancia de salida. Es típico que los sensores tengan baja impedancia de salida.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene una impedancia de entrada de Zin > 10 G Ω. Tomando el peor de los escenarios posibles de impedancia de entrada más baja, puede ver una medición de una sola terminal como el siguiente circuito simplificado, suponiendo que un sensor con impedancia de salida Zout = 150 Ω.

Ejemplo de impedancia de entrada del dispositivo DAQ

La combinación de series de la salida del sensor y la entrada del dispositivo DAQ significa que el voltaje se dividirá entre los dos valores de impedancia, y la mayor impedancia tendrá la mayor parte del voltaje. Esto significa que, si la sensibilidad de este sensor es de 20 °C / V y mide 100 °C (con una salida de 5 V), entonces el voltaje medido por el dispositivo DAQ será el voltaje de salida multiplicado por la relación de la impedancia de entrada a la suma de la impedancia de entrada DAQ y salida del sensor:

Voltaje de trabajo máximo

Esta diferencia de medición de 75 nV corresponde a un error de medición casi insignificante de 05 °C debido a la impedancia.

Para ilustrar un ejemplo cuando la impedancia de entrada se convierte en una especificación importante, tome el caso hipotético donde un sensor tiene una impedancia de salida extremadamente alta, como 5 GΩ. Conectar el dispositivo DAQ a un sensor con esta impedancia de salida extremadamente alta hace que una salida nominal de 5 V del sensor se lea como 3.33 V, o un error de medición hipotético de 33.4 °C.


Máxima velocidad de actualización

Para la salida analógica, la velocidad de actualización especifica cuántas muestras por segundo tiene el DAC para los valores analógicos de voltaje o corriente. La mayoría de los dispositivos de NI tienen un solo DAC por canal de salida analógica, pero todos compartirán el FIFO donde se almacenan los datos de salida analógica. La velocidad a la que pueden leerse los datos pueden desde este FIFO y transferirse a los DAC internos a veces puede limitar la velocidad de actualización cuando se usan varios canales AO en el mismo dispositivo. La velocidad de actualización se mide en muestras por segundo (S/s) cuando se emite desde un solo canal, o muestras por segundo por canal (S/s/ch) cuando se emite desde múltiples canales.

Para conocer el equivalente de entrada analógica, consulte Velocidad de muestreo.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene cuatro canales de salida analógica.

  • Cuando se usa un solo canal, la velocidad de actualización en ese canal es de 2,86 MS/s.
  • Cuando se usan tres canales de salida analógica, la velocidad de actualización máxima es 1.54 MS/s/canal — la velocidad a la que pueden leerse los datos desde el FIFO y enviar a los diversos DACs limita la velocidad de actualización progresivamente a medida que se agregan más canales a la lista de escaneo.

Voltaje de trabajo máximo

El voltaje de trabajo máximo especifica el nivel de voltaje total que un dispositivo puede tolerar en cualquier canal de entrada analógica antes de que la validez de los datos en otros canales se convierta en un problema. La combinación de la señal a medir y cualquier voltaje de modo común con respecto a AI GND no debe exceder esta especificación de voltaje de trabajo máximo para garantizar la precisión en otros canales. Tenga en cuenta que el voltaje de trabajo máximo es independiente del rango de entrada del dispositivo. 

Ejemplo

En un PXIe-6363, que tiene un voltaje de trabajo máximo de ±11 V, se mide una onda sinusoidal de 10 Vpk con modo común de 2.5 VDC, como se muestra a continuación:

Explicación de la especificación de voltaje de trabajo máximo

La combinación de las dos señales alcanza un pico a +12.5 V, que excede el voltaje de trabajo máximo. Exceder el voltaje de trabajo máximo pone en riesgo la validez de los datos en otros canales multiplexados debido a que el exceso de carga en el multiplexor no tiene tiempo suficiente para establecerse. 

Consulte también

Protección de sobre voltaje
Rango de entrada


Monotonicidad

La monotonicidad es la garantía de que cuando los códigos DAC aumentan, el voltaje de salida también aumenta.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 garantiza que el voltaje de salida aumenta a medida que aumentan los códigos DAC. Por ejemplo, una función de rampa siempre aumentará o disminuirá dependiendo de la dirección de la rampa.


Capacidad de corriente de salida

Para la salida analógica, la capacidad de corriente de salida es la cantidad máxima de corriente que el dispositivo puede perder o generar. La carga que está conectada, incluida la impedancia de salida, combinada con el voltaje programado determina la corriente que se requerirá para mantener el voltaje de salida programado.

El voltaje de salida programado está garantizado si la capacidad de corriente permanece por debajo de la capacidad de corriente de salida especificada. Exceder la capacidad de corriente de salida pone el dispositivo en un estado de sobrecarga, donde el voltaje de salida ya no está garantizado.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 es capaz de manejar ±5 mA desde cualquier canal de salida analógica. En el rango de ±10 V, esto significa que la impedancia total más baja que se puede manejar a escala completa se determina a partir de la salida de potencia más alta, o la mayor corriente y voltaje:

Teniendo en cuenta la impedancia de salida del PXIe-6363, la impedancia conectada más baja que puede impulsarse a escala completa es la diferencia de la carga mínima y la impedancia de salida:

Consulte también

Corriente de sobrecarga


Impedancia de salida

La impedancia de salida es la impedancia que está de manera efectiva en serie con un canal de salida analógico, como se ilustra a continuación:

Ejemplo de impedancia de salida del dispositivo NI DAQ

 Una impedancia de salida baja permite que se pierda más voltaje generado a través de la carga de la salida analógica. Es importante tener en cuenta la impedancia de salida para garantizar que se alcanza el nivel de voltaje deseado

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene una impedancia de salida de 0.2 Ω. Esto significa que si una carga conectada tiene una impedancia de 500 Ω y el voltaje especificado por el usuario es 1 V, el voltaje real en la carga sería 0.9996 V o 0.4 mV, menos de lo esperado. A este voltaje, también se extraerán 1.99 mA del dispositivo.


Corriente de sobrecarga (cortocircuito)

Si la combinación de impedancia de carga y salida es demasiado baja, de modo que se extrae más corriente del dispositivo que la especificada por la capacidad de corriente de salida, el dispositivo pasa a un estado de sobrecarga. La corriente de sobrecarga o cortocircuito es la cantidad máxima de corriente que el dispositivo podrá suministrar sin daños. En este estado de sobrecarga, el voltaje disminuirá a medida que aumente el consumo de corriente. 

Exceder la corriente de sobrecarga puede causar daños en el dispositivo. NI recomienda usar el dispositivo dentro de la especificación de capacidad de corriente de salida en todo momento para evitar dañar el dispositivo.

Ejemplo

El NI 6363 tiene una especificación de corriente de sobrecarga de 26 mA. Exceder este valor, por ejemplo durante un cortocircuito, puede dañar el dispositivo.

Consulte también

Capacidad de corriente de salida


Protección de sobrecarga

Para la salida analógica, la protección de sobrecarga es el voltaje máximo que se puede tolerar en el canal antes de que se dañe el dispositivo. Esta especificación es más alta que el voltaje real que se puede programar en el caso de un voltaje de retorno accidental.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 está protegido hasta ±25 V en cada canal de salida analógica individualmente. Esto significa que no importa qué voltaje esté programado para la salida, siempre que el voltaje en el pin en relación con AO GND esté dentro de ±25 V, no se producirá ningún daño en el dispositivo. Exceder este valor puede causar daños al dispositivo.


Protección de sobre voltaje

El circuito de entrada analógica tiene diodos de protección colocados que evitarán que un voltaje grande dañe los componentes más críticos del dispositivo, como el PGIA o el ADC.

  • Cuando el dispositivo se enciende, estos diodos se polarizan a un voltaje positivo y negativo, lo que significa que debe haber un voltaje mayor que la suma de la polarización y el voltaje inverso antes de que estos diodos se sobrecarguen y puedan dañarse.
  • Cuando el dispositivo está apagado, se elimina el voltaje de polarización, por lo que el voltaje necesario para invertir los diodos es menor, lo que hace que el dispositivo sea más susceptible a sufrir daños.

Cuando se encuentra en un estado de sobre voltaje, la cantidad máxima de corriente que un dispositivo puede perder se especifica mediante la corriente de entrada durante la condición de sobre voltaje.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene protección de hasta ± 25 V para dos pines de AI. Si más de dos pines de AI experimentan un sobre voltaje superior a ±25 V, el dispositivo puede dañarse. Mientras el dispositivo está apagado, hay un nivel de protección inferior a ±15 V.


Estado Encendido

El estado Encendido especifica el valor de un canal de salida analógica cuando el dispositivo se ha encendido y después de un período de falla técnica conocido como falla de encendido/apagado. Antes de que el dispositivo reciba potencia del bus, el valor en la salida se describe en la especificación de falla de encendido.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tendrá ±5 mV en los canales de salida analógica al encenderse.


Falla de encendido/apagado

Al aplicar y cortar la potencia del dispositivo, hay una señal de falla técnica en los canales de salida analógica.

  • Magnitud de la falla de energía: la amplitud máxima que alcanza una señal de falla técnica durante un período de falla técnica
  • Duración de la falla de energía: el período de tiempo para que la señal de falla técnica disminuya dentro del estado de encendido

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene una falla específica de 1.5 Vpk por 200 ms. El NI USB-6363 tiene una falla específica de 1.5 Vpk por 1.2 s. El período de falla técnica en los dispositivos USB puede ser superior al especificado debido a las actualizaciones de firmware y al rendimiento del host USB.


Rango (entrada o salida)

Para la entrada analógica, este es el valor máximo positivo y negativo que se puede medir con precisión garantizada. Para la salida analógica, este es el valor máximo positivo o negativo que se puede generar. Algunos dispositivos tienen varios rangos de entrada o salida que se pueden usar para proporcionar una resolución más alta en señales de nivel más bajos.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene cuatro rangos de voltaje de entrada: ±0.1 V, ±0.2 V, ±0.5 V, ±1 V, ±2 V, ±5 V, ±10 V. Tiene un rango de salida: ±10 V.

Consulte también

Resolución del convertidor analógico digital (ADC)
Resolución del convertidor digital a analógico (DAC)


Velocidad de Muestreo

La velocidad de muestreo especifica con qué frecuencia un ADC convierte datos de valores analógicos en valores digitales. Algunos dispositivos tienen solo un ADC, por lo que la velocidad de muestreo se comparte entre canales mientras que otros dispositivos tienen un ADC dedicado por canal. La velocidad de muestreo se mide en Muestras por segundo (S/s) o Muestras por segundo por canal (S/s/ch) cuando se adquiere desde múltiples canales.

  • Máximo de canal único: para una velocidad de muestreo compartida en todos los canales, un solo canal puede adquirir datos a una velocidad mayor que la permitida al compartir.
  • Máximo de multicanal: para un dispositivo que comparte la velocidad de muestreo entre canales, esta es la velocidad máxima a la que todos los canales combinados pueden adquirir datos.
  • Mínimo: la velocidad mínima a la que se pueden adquirir datos.

Para el equivalente de salida analógica, consulte Velocidad de actualización máxima.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 es un dispositivo multiplexado, lo que significa que los canales de entrada analógica son multiplexados en un solo ADC. Un solo canal de entrada analógica puede probar señales analógicas de hasta 2 millones de muestras por segundo (2 MS/s). Cuando se utilizan múltiples canales, la velocidad combinada de todos los canales debe ser inferior a 1 MS/s (2 canales pueden muestrear a 500 kS/s/ch, 4 canales pueden muestrear a 250 kS/s/ch, y así sucesivamente). No hay una velocidad de muestreo mínima para este dispositivo.


Memoria de lista de escaneo

El número de canales escaneados en una tarea se especifica como memoria de lista de escaneo. Una tarea de entrada analógica puede contener muchos canales virtuales en una secuencia conocida como lista de escaneo. La lista de escaneo puede contener el mismo canal físico muchas veces y se pueden tomar muestras en cualquier orden arbitrario. Cuando se confirma la tarea, esta lista de escaneo se programa temporalmente en el dispositivo DAQ.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene una memoria de lista de escaneo de 4,095 entradas. Esto significa que un escaneo, o el tic-tac del reloj de muestra, puede activar la lectura de hasta 4,095 canales físicos cuando todos los canales físicos están contenidos en una sola tarea. Sin embargo, teniendo en cuenta el tiempo de estabilización de las mediciones multicanal (también conocido como intervalo de conversión para algunos dispositivos), esto limitaría la velocidad del reloj de muestra a un máximo de alrededor de 250 Hz.


Tiempo de estabilización

La cantidad de tiempo que tarda un valor de salida analógica en estabilizarse en un determinado grado de precisión.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene un tiempo de estabilización de un paso de escala completa dentro de 1 LSB o 15 ppm de 2 µs. Esto significa que para una oscilación a escala completa en el rango de ±5 V (-5 V, 5 V, -5 V, 5 V, etc.), la frecuencia máxima que se puede manejar dentro de 1 LSB es 1/(2 µs) = 500 kHz.


Tiempo de estabilización para mediciones multicanal

La cantidad de tiempo que el ADC debe estar conectado a cada canal cuando se realiza una adquisición multicanal.

Ejemplo

Al adquirir datos en el NI PXIe-6363 en un rango de ± 10 V, el multiplexor debe permanecer en un solo canal hasta 1.5 µs para que el amplificador de instrumentación de ganancia programable (NI-PGIA) se asiente en 1 bit menos significativo (LSB) del valor real con una entrada de paso de escala completa proporcionada.


Velocidad de respuesta

La velocidad de respuesta especifica la velocidad de cambio para los canales de salida analógica en un dispositivo determinado. Por lo general, se mide en V/µs. El Tiempo de establecimiento de la salida se calcula con el tiempo de respuesta ya incluido en el cálculo. Es importante tener en cuenta la velocidad de respuesta al diseñar un sistema para señales de alta frecuencia y alta amplitud, ya que la gran oscilación de la amplitud puede exceder la velocidad de respuesta para un dispositivo determinado.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene una velocidad de respuesta típica de 20 V/µs, esto significa que la alta frecuencia a escala completa que se puede generar es de 1 MHz. Intentar emitir una señal de escala completa con mayor amplitud dará como resultado una distorsión no deseada.


Ancho de banda de señal pequeña

El rango de frecuencias que se pasa con atenuación inferior a -3 dB. Las pruebas de ancho de banda de señal pequeña se realizan con señales de bajo voltaje para que la distorsión de la velocidad de respuesta no sea un factor.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene un ancho de banda de señal pequeña de 1.7 MHz, como se caracteriza a continuación:

Ejemplo de gráfico de ancho de banda de señal pequeña de PXIe-6363


Rango dinámico sin espurio (SFDR)

El rango dinámico sin espurio es el rango dinámico utilizable antes de que el ruido espurio interfiera o distorsione la señal fundamental. Los circuitos de entrada analógica y salida analógica tienen no linealidades que dan como resultado una distorsión armónica. El SFDR se puede observar con facilidad en el dominio de la frecuencia como:

Ejemplo fundamental de estímulo del Rango dinámico sin espurio (SFDR)

Ejemplo

El PCI-6133 tiene un SFDR de alrededor de 95 dB. Tomando el siguiente gráfico como ejemplo, si la señal fundamental se aplicara a 0 dB, el siguiente estímulo más alto ocurriría a 95 dB menos, lo que proporciona un rango dinámico utilizable sin interferencia espuria.


Precisión de tiempo

Cuando se genera una señal de reloj en un dispositivo NI DAQ para señales de tiempo, la frecuencia real generada estará dentro de la precisión de tiempo. Esta especificación se deriva de la precisión general del oscilador de cristal interno. La precisión de tiempo generalmente se mide en partes por millón (ppm). Para convertir este valor de precisión a Hz, multiplique por el valor de precisión dividido por 1 millón. No es probable que la frecuencia del reloj cambie drásticamente de un ciclo a otro.

Ejemplo

El PXIe-6363 tiene una precisión de tiempo de 50 ppm. Para una tarea de salida analógica con una velocidad de actualización de 1,000 S/s, el reloj de muestra funcionará a 1,000 Hz ± 50 ppm. En Hz, esto se traduce en:

Precisión de temporización


Resolución de tiempo

Las velocidades de muestreo y actualización para las tareas de entrada y salida analógicas están restringidas a valores discretos cuando se utiliza un motor de temporización interno. La diferencia en los períodos de reloj entre dos velocidades adyacentes se conoce como resolución de tiempo. NI-DAQmx forzará una frecuencia seleccionada hasta la siguiente frecuencia disponible si no puede generar la frecuencia exacta especificada por el usuario.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene una resolución de tiempo especificada de 10 ns. Esto significa que puede generar o adquirir datos en múltiplos enteros de 10 ns. Por ejemplo, 32,000.00 Hz y 32,010.2432... Hz son dos frecuencias adyacentes, ya que sus períodos de reloj son 31.250 µs y 31.240 µs, respectivamente. Para encontrar la siguiente frecuencia disponible, sume o reste la resolución de tiempo a un período de reloj conocido.


Distorsión armónica total (THD)

Debido a las no linealidades inherentes de los componentes ADC y DAC, aparecerán frecuencias armónicas en las señales medidas o generadas. La relación entre la suma de las potencias de estos armónicos y la potencia de la frecuencia fundamental se conoce como distorsión armónica total.

Ejemplo

El PCI-6133 tiene un THD especificado de alrededor de -101 dB. Esto significa que para una señal de prueba determinada, en este caso una onda sinusoidal de 10 kHz a escala completa, la potencia en la señal atribuida a la distorsión armónica es inferior al 0.001%. Por el contrario, más del 99.999% de la potencia que se mide puede atribuirse al tono fundamental o señal de interés.


 

Especificaciones del subsistema digital

Los dispositivos y módulos de DAQ de MIO de NI pueden admitir entrada digital, salida digital o una combinación de ambos sistemas. También admiten líneas de Interfaz de función programable (PFI), que proporcionan una forma de enrutar señales digitales a través del plano trasero. A continuación, se muestra una lista de especificaciones comunes, su definición y cómo se podría usar esa especificación en el mundo real.

Frecuencia del reloj de muestreo de DI

Determina la velocidad a la que puede adquirir datos de forma de onda digital. Esta especificación es diferente dependiendo de si el dispositivo está basado en USB o PCI (incluidos PCI, PCI Express, PXI y PXI Express). Por lo general, los dispositivos basados en PCI permitirán velocidades de transferencia de forma de onda digital más altas debido a un mayor rendimiento sostenido del bus, a una menor latencia y a la implementación de transferencias de datos de acceso directo a memoria (DMA).

Ejemplo

El NI 6363 viene en tres factores de forma: USB, PCI Express y PXI Express.

  • USB: la frecuencia del reloj de muestreo puede variar de 0 a 1 MHz, dependiendo de la actividad de otros dispositivos en el bus. Por ejemplo, si está registrando datos en un disco duro externo USB en el mismo hub USB que su dispositivo, es posible que no pueda alcanzar la velocidad de adquisición completa de 1 MHz. Para obtener el máximo rendimiento, NI recomienda que el dispositivo DAQ USB sea el único dispositivo en un hub raíz USB.
  • PCI Express y PXI Express: la frecuencia del reloj de muestreo puede variar de 0 a 10 MHz, según la actividad de otros dispositivos en el bus. Por ejemplo, si se envía una gran cantidad de datos a una GPU para el procesamiento en paralelo durante una adquisición, es posible que no pueda alcanzar la velocidad de adquisición completa de 10 MHz. Para un rendimiento máximo, NI recomienda que cuando un dispositivo PCI Express o PXI Express esté en el mismo conmutador que otros dispositivos, que todos los dispositivos envíen datos en la misma dirección.

Frecuencia del reloj de muestreo de DO

Determina la velocidad a la que puede generar datos de forma de onda digital desde el puerto 0 en la mayoría de los dispositivos de NI. Esta especificación varía en función de si el dispositivo está basado en USB o PCI (incluidos PCI, PCI Express, PXI y PXI Express) y de dónde se originan los datos.

  • Regenerar desde FIFO: un usuario escribe datos en el dispositivo una sola vez y los datos se regeneran de forma interna en el dispositivo. Este método elimina las preocupaciones del tráfico de bus y da como resultado una mayor velocidad de salida.
  • Transmisión desde la memoria: el dispositivo no regenera los datos, por lo que siempre debe haber nuevos datos disponibles de la aplicación del usuario para evitar un error de flujo insuficiente. Este método da como resultado una comunicación constante a través del bus, por lo tanto, las tasas de actualización son más limitadas en los buses con menor rendimiento.

Ejemplo

El NI 6363 viene en tres factores de forma: USB, PCI Express y PXI Express.

  • USB: en comparación con PCI Express y PXI Express, es un bus de menor rendimiento y mayor latencia. Al regenerar una forma de onda de salida del FIFO, se puede alcanzar la velocidad de actualización máxima de 10 MHz. Al transmitir desde la memoria, los datos deben transmitirse a través de USB, por lo que se especifica una velocidad máxima más lenta de 1 MHz.
  • PCI Express y PXI Express: estos buses son más rápidos y pueden soportar un rendimiento mayor, proporcionando una velocidad de actualización máxima especificada de 10 MHz.

Configuración de filtro de rebote

Cuando una línea digital cambia de estado (de menor a mayor o de mayor a menor), a veces rebota entre los dos estados antes de establecerse en el nuevo estado. Se puede implementar un filtro de rebote para ignorar el rebote y solo leer un valor una vez que se haya estabilizado. Para las líneas de entrada digital estática (PFI/Puerto 1/Puerto 2), el filtro de rebote digital se utiliza para eliminar el rebote de las señales ruidosas o con fallas, como las que a menudo provienen de interfaces físicas como los pulsadores. El usuario puede personalizar estos filtros para cualquier longitud de filtro, a diferencia del filtro de línea digital.

Ejemplo

El PXIe-6363 permite 90 ns, 5.12 µs, 2.56 ms o un intervalo de tiempo personalizado para el filtro. También permite transiciones programables de alta y baja, y se puede seleccionar por línea de entrada. Estos tiempos de filtro se derivan de un oscilador interno en el PXIe-6363.


Histéresis de Delta VT (VT+ - VT-)

La histéresis es la propiedad de tener un umbral de transición diferente dependiendo de si el valor aumenta o disminuye. En este caso, la transición observada va del estado alto al estado indeterminado y del estado bajo al estado indeterminado. La diferencia entre el umbral positivo y negativo es la histéresis del umbral de voltaje. Esta especificación ilustra cuánto puede exceder el nivel de voltaje por debajo o por encima del umbral antes de entrar nuevamente en estado indeterminado.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 especifica una histéresis de al menos 0.2 V. Esto significa que si una señal pasa de 0 a 5 V, puede caer como máximo 0.2 V por debajo del valor VT+ antes de que el nivel lógico pueda considerarse bajo. Durante este período variable, el valor cruzará a través del estado indeterminado.


Filtro de línea digital

Cuando se habilita un filtro de línea en cualquier línea en el puerto 0, esa línea debe mantener un nivel lógico estable durante el tiempo de filtro especificado para poder registrarse como ese nivel lógico. Esta es una herramienta útil para transmitir datos digitales a través de cables largos o en entornos ruidosos. Por lo general, se pueden seleccionar diferentes tiempos de filtro en el software: un filtro corto, uno medio y uno largo. Según las características del ruido en su sistema, uno de estos tiempos de filtrado puede ser más apropiado para su aplicación.

Ejemplo

El PXIe-6363 tiene tres tiempos de filtro de línea digital integrados: 160 ns, 10.24 µs y 5.12 ms. Tenga en cuenta que estos filtros se aplican solo a las líneas en el puerto 0. Para ver las opciones de filtrado en los puertos 1 y 2, líneas PFI o líneas específicas de PXI, consulte Configuración de filtro de rebote.


Control de dirección

Determina si una línea digital o PFI puede configurarse como una línea de entrada o de salida.

Ejemplo

El PXIe-6361 permite que cada línea digital o PFI se configure como entrada o salida.


Referencia a tierra (digital)

Especifica el punto de referencia donde se medirán o generarán señales digitales con respecto a un punto. Por ejemplo, una salida digital lógica alta puede medir 5 voltios entre el pin de salida y la referencia a tierra especificada.

Ejemplo

El PXIe-6361 usa la señal a tierra digital (D GND) como referencia a tierra para las señales de entrada digital, salida digital y línea PFI. La tierra digital se separa de la tierra analógica para evitar la interferencia introducida por la mezcla de señales de diferente nivel y frecuencia. Tanto la tierra digital como la analógica están referenciadas a la tierra del chasis. Se debe tener especial cuidado con los dispositivos USB, ya que las tierras analógicas y digitales están referenciadas a la tierra del chasis del ordenador a través de la protección del cable USB.


Corriente de entrada alta / Corriente de entrada baja (IIH / IIL)

Idealmente, la impedancia de entrada de un dispositivo es infinita y no se extraerá corriente; sin embargo, esto no se puede lograr en la práctica. Al leer en un valor digital a 0 V o 5 V, los circuitos de entrada digital del dispositivo NI extraerán una pequeña cantidad de corriente. La cantidad de corriente extraída mientras se mide un nivel de alto voltaje es la corriente alta de entrada, del mismo modo que la cantidad de corriente extraída mientras se mide un nivel de bajo voltaje es la corriente baja de entrada. Es importante asegurarse de que una señal digital que se esté midiendo tenga la capacidad de tolerar los valores actuales especificados.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 generará hasta 10 µA cuando Vin = 0 V o bajará hasta 250 µA cuando Vin = 5 V. Esto se aplica a todas las líneas digitales y PFI.


Voltaje de entrada alto / Voltaje de entrada bajo (VIH / VIL)

Los rangos de voltaje operativo recomendados que debería tener una señal de entrada para registrar una señal lógica alta o una señal lógica baja. Esta especificación define las condiciones de funcionamiento recomendadas para que el usuario sepa qué valores debe tener su señal, mientras que VT+ y VT- son especificaciones del dispositivo en sí.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 especifica que la entrada de voltaje que se grabará como una señal baja oscila entre 0 y 0.8 V. Para una señal alta, este rango es de 2.2 a 5.25 V. Por debajo de 0 V y por encima de 5.25 V, el dispositivo está en el estado de protección contra sobre voltaje. También existe un rango indeterminado donde no se registra un cambio de bajo a alto o de alto a bajo hasta que exceden el VIH o VIL.

Consulte también

Umbral positivo (VT+) / Umbral negativo (VT-)
Protección del voltaje de entrada (digital)


Protección del voltaje de entrada (digital)

Las líneas de entrada digital individuales tienen protección de E/S dedicada contra descargas electrostáticas (ESD) y condiciones de sobrevoltaje. Para mayor seguridad del dispositivo, hay un segundo nivel de protección que se comparte en todas las líneas digitales y PFI. El sobrevoltaje excesivo en varias líneas al mismo tiempo estresa este circuito de protección compartido y puede provocar daños en el dispositivo.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene una protección de voltaje de entrada de ±20 V en hasta dos pines al mismo tiempo. Esto significa que cada línea puede manejar individualmente hasta ±20 V en sobre voltaje de manera segura, pero no más de dos líneas a la vez pueden exceder la entrada de voltaje nominal.

Consulte también

Voltaje de entrada alto / Voltaje de entrada bajo (VIH / VIL)


Corriente de salida alta / Corriente de salida baja (IOH / IOL)

Cuando se emite un valor alto o bajo, los voltajes nominales para la mayoría de los dispositivos de NI son 0 y 5 V. Sin embargo, si se conecta una carga de impedancia relativamente baja, existe una mayor demanda de corriente y este voltaje nominal aumentará desde 0 V o caerá desde 5 V. Esta especificación caracteriza la relación entre la corriente de salida y el voltaje de salida.

Ejemplo

El PXIe-6363 es capaz de obtener o perder corriente dependiendo de si se escribe un valor alto o un valor bajo en el pin. Para el puerto 0, el valor máximo recomendado para la corriente tipo sourcing y tipo sinking es de 24 mA por línea. Cuando la corriente sale del dispositivo (sourcing), la corriente se indica como -24 mA. Cuando la corriente entra en el dispositivo (sinking), la corriente se indica como +24 mA. Véase el siguiente gráfico para conocer la característica de cuánta corriente se puede extraer a una temperatura y un voltaje de salida determinados.

Ejemplo de gráfico de corriente de salida alta y baja de PXIe-6363


Puerto/Tamaño de muestra

Al adquirir o generar formas de onda digitales, el número de líneas en el puerto 0 define el tamaño de la muestra. Para limitar la cantidad de tráfico en el autobús, si una muestra contiene cualquier combinación de líneas 0 a 7, el tamaño de la muestra será de 1 byte. Del mismo modo, si una muestra contiene solo líneas del 0 al 15, el tamaño de la muestra se reduce a 2 bytes. Esto sigue hasta el número máximo de líneas en el puerto, hasta el tamaño completo del puerto.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene 32 líneas en el puerto 0. Esto significa que una sola muestra digital tiene una longitud de hasta 32 bits (4 bytes).


Umbral positivo (VT+) / Umbral negativo (VT-)

Cuando se proporciona una señal lógica al dispositivo, el valor en el que una señal cambiará del rango indeterminado al rango lógico alto se conoce como el umbral positivo. Por el contrario, el umbral negativo es el nivel de voltaje que debe cruzarse para registrar un nivel lógico bajo. El umbral positivo siempre será mayor que el umbral negativo. Es importante asegurarse de que su señal cruza definitivamente estos dos niveles para registrar con precisión los estados digitales. Estas especificaciones se refieren al dispositivo en sí, mientras que los voltajes de entrada alto y bajo se refieren a las condiciones operativas recomendadas.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene un VT+ de como máximo 2.2 V y un VT- de al menos 0.8 V.

Consulte también

Voltaje de entrada alto / Voltaje de entrada bajo (VIH / VIL)


Resistor de arranque o desplegable

Algunos dispositivos de NI son capaces de configurar programáticamente sus líneas digitales o PFI como entrada, salida o alta impedancia. Los resistores de arranque y desplegables se utilizan para garantizar que cualquier pin que de otro modo estaría flotando esté referenciado a una señal conocida, como una fuente de tierra o voltaje. Un resistor desplegable arrastrará una señal flotante a un estado de tierra o de lógica baja y un resistor de arranque arrastrará una señal flotante al valor de voltaje de lógica alta.

Ejemplo

El PXIe-6361 utiliza un resistor desplegable de 50 kΩ que garantiza que las terminales que no se manejan activamente hacia arriba o hacia abajo flotarán a un estado bajo.


FIFO de adquisición de forma de onda (DI)

Al leer datos de forma de onda digital, hay un elemento de almacenamiento temporal interno del dispositivo que almacena en búfer los datos, conocido como FIFO. DAQmx copia datos de este FIFO en un bloque de memoria en la RAM, conocido como búffer del PC. Desde allí, un ADE, como LabVIEW, copia los datos en la memoria de la aplicación. El tamaño de este FIFO y la velocidad a la que se almacenan los datos determinan con qué frecuencia el controlador DAQmx copiará los datos para evitar una condición de desbordamiento.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene una adquisición de forma de onda digital FIFO de 255 muestras. Esto significa que si está adquiriendo datos a una velocidad de 100 kbit/s, el FIFO interno se desbordaría en aproximadamente 2.5 ms si el controlador DAQmx no transfiriera los datos al búfer del PC.


FIFO de generación de forma de onda (DO)

Hay dispositivos MIO internos de almacenamiento temporal que almacenan en búfer los puntos de datos en una estructura de datos primero en entrar, primero en salir conocida como FIFO. Este almacenamiento es especialmente útil para dispositivos USB donde las transferencias a través del bus tardan más, especialmente cuando muchos dispositivos comparten el mismo hub raíz USB. Si solo se necesita un único patrón digital, este patrón puede cargarse en este FIFO para evitar transferir las datos a través del bus muchas veces. Al usar la API DAQmx, un usuario puede programar para cualquiera de estos casos.

Ejemplo

El NI PXIe-6363 tiene un FIFO de generación de forma de onda digital de 2,047 muestras. Por ejemplo, si está utilizando la salida digital para la comunicación I2C a una velocidad de datos de 100 kbit/s, todo el FIFO se emitirá en 20 ms. Esto significa que el usuario debe llamar a DAQmx Write con más frecuencia para continuar transmitiendo datos al FIFO. Si se realizan pruebas de velocidad de datos, se puede cargar un patrón único en el FIFO utilizando la API DAQmx y emitirlo a diferentes velocidades de datos sin tener que escribir datos nuevos en el bus PCI Express.


 

Especificaciones de contador

Precisión del reloj base (contadores de uso general)

La precisión de un reloj base interno afecta directamente a la precisión de cualquier medición o generación de frecuencia de un contador de uso general. Esta precisión también se hereda de la precisión general de la base de tiempo del dispositivo, lo que significa que la precisión de este reloj se puede mejorar si se proporciona externamente una base de tiempo maestra de mayor precisión.

Ejemplo

El PXIe-6363 tiene una precisión del reloj base de 50 ppm. Si un usuario desea generar un reloj de funcionamiento libre de 12.8 MHz con este módulo, se puede usar el siguiente cálculo para determinar la precisión:

Precisión del reloj base (contadores de uso general)

Este error puede mejorarse con el uso de un reloj base externo de mayor precisión, o un dispositivo con mejor precisión del reloj base, como el PXIe-6614. El PXIe-6614 utiliza un oscilador de cristal con horno controlado (OCXO) más preciso y estable que es menos susceptible a la variación de temperatura que tiene una precisión del reloj base de 75 ppb en el peor de los casos. Si se generara la misma señal en este módulo, la frecuencia real sería:


Resolución del contador

El número de bits que un contador puede usar para representar un número. Cuando un contador de uso general está configurado para emitir un pulso, el período de tiempo que el pulso está activo se representa por el valor en el registro del contador. La combinación de este valor y la velocidad a la que cuenta el contador (establecida por el reloj base del contador) determina el ancho de pulso máximo que se puede lograr. De manera similar, cuando se usa un contador para medir el ancho de pulso de una señal, el ancho de pulso máximo que se puede registrar está determinado por el reloj base del contador y la resolución del contador. Si una señal excede el ancho de pulso máximo, el contador dará la vuelta y la API NI-DAQmx devolverá un error. Por esta razón, es importante saber cómo calcular los parámetros máximos de señal.

Los contadores con una resolución más alta proporcionan más flexibilidad al lograr una compensación entre la resolución y la duración de las mediciones/generaciones. Consulte el gráfico siguiente para obtener más detalles sobre esta compensación.

Tiempo de generación de la medición de pulso del reloj base de resolución del contador

Ejemplo

El PXIe-6614 utiliza contadores de 32 bits para las tareas de entrada y salida del contador. Si una tarea de entrada del contador está configurada para medir el ancho del pulso, podemos calcular el ancho del pulso máximo que se puede medir calculando el valor máximo del contador y dividiéndolo por la velocidad del reloj base interno del contador. El reloj base del contador de 100 MHz permitirá una precisión de 10 ns, por lo que se seleccionará el reloj base para este ejemplo. 


Frecuencia del reloj base externo (contadores de uso general)

Si se necesita una velocidad del reloj base específica, la mayoría de los dispositivos NI MIO permiten el uso de un reloj base externo. Este reloj tiene los mismos propósitos que un reloj base interno, pero el usuario lo proporciona externamente. La velocidad máxima de un reloj base externo depende del bus del dispositivo debido a las limitaciones de ancho de banda.

Ejemplo

El NI 6363 viene en múltiples factores de forma que tienen diferentes requisitos para un reloj base externo.

  • PCI Express y USB: el rango de frecuencia para relojes base externos varía de 0 a 25 MHz, indicado en cualquier línea PFI. La limitación en la frecuencia máxima se debe al ancho de banda de una línea PFI.
  • PXI Express: el PXIe-6363 aprovecha las capacidades avanzadas de un chasis PXI Express y permite una señal de hasta 100 MHz en las líneas diferenciales en estrella (DSTAR).

FIFO (contadores de uso general)

Los dispositivos MIO internos del elemento de memoria de primero en entrar, primero en salir (FIFO) se usa para almacenar en búfer muestras de datos para aplicaciones de entrada o salida. Para aplicaciones de entrada de contador, los puntos de datos como el valor del contador a intervalos específicos se almacenan en el FIFO antes de que DAQmx transfiera automáticamente los datos al bloque preasignado de RAM del PC. El FIFO se utiliza para aplicaciones de salida de contador para almacenar una secuencia de ciclo de trabajo y valores de frecuencia para alterar la forma de la forma de onda que se está generando. Un FIFO mayor es útil porque reduce el tráfico del bus de datos, ya que los bloques de datos más grandes se pueden transferir con menos frecuencia que los dispositivos con un FIFO menor.

Ejemplo

El PXIe-6614 tiene un FIFO para cada contador que almacena 127 muestras, lo que permite configurar 127 parámetros diferentes para la generación de una serie de pulsos antes de que se necesiten transferencias adicionales a través del bus.


Relojes base internos (contadores de uso general)

El reloj base interno para un contador es la señal que hará que el valor del contador aumente o disminuya dependiendo del estado de la terminal de la compuerta. El período de este reloj determina la resolución en segundos para una señal que se está midiendo o generando, pero también determina la rapidez a la que el contador dará la vuelta al medir o generar pulsos largos. Para cualquier aplicación o medición de contador, hay un error de cuantificación del período de base de tiempo de ±1. Para minimizar la cantidad de error de cuantificación, es importante seleccionar el reloj base más rápido posible para su aplicación.

Ejemplo

Al realizar una medición con el PXIe-6614, los tres relojes base internos que se pueden usar tienen velocidades de 100 kHz, 20 MHz y 100 MHz. Estos relojes base proporcionan una resolución que varía de 10 µs a 10 ns. Si se aplica una señal PWM de 125 kHz y un ciclo de trabajo del 35%, el ancho de pulso real en segundos es de 2.8 µs. Esto está por debajo de la resolución del reloj base de 100 kHz, por lo que no se puede usar para esta medición. El reloj de 20 MHz tiene una resolución de 50 ns, por lo que puede medir perfectamente la duración de este pulso de reloj base de señal ±1. Esto da como resultado una medición de 2.8 µs ± 0.05 µs, o un error de aproximadamente 1.8%. Esta misma medición en el reloj de 100 MHz dará como resultado una medición de 2.8 µs ± 0.01 µs para un error de 0.36%. En este caso, el reloj de 100 MHz puede medir un ancho de pulso de hasta aproximadamente 43 segundos antes de que el contador dé la vuelta, por lo que este ancho de pulso de 2.8 µs está muy por debajo del límite máximo.

Consulte también

Error de cuantificación


 

Otras especificaciones

Interfaz de bus

PCI, PCI Express, PXI, PXI Express y USB son ejemplos de interfaces de bus que puede tomar un dispositivo MIO DAQ. Estos buses proporcionan algunas compensaciones clave entre el rendimiento de datos, la latencia, la portabilidad y el recuento de canales.

Comparación del ancho de banda de latencia de la interfaz de bus de USB, PCI, PCIe, PXI y PXIe

Ejemplo

El NI 6363 viene en USB, PXI Express y PCI Express. Si bien estos dispositivos y módulos tienen una funcionalidad similar, el módulo PXI Express y el dispositivo PCI Express proporcionan una latencia más baja y un mayor rendimiento en comparación con el dispositivo USB. El módulo PXI Express tiene la ventaja adicional del sistema PXI Express. El dispositivo USB tiene la ventaja de poder intercambiarse rápidamente y ser más compacto, por lo que es mejor para aplicaciones móviles.

Consulte también

Preguntas frecuentes sobre PXI Express


Calibración

Al igual que todos los equipos de prueba y medición, es importante que se realice una calibración de rutina para garantizar que el dispositivo esté funcionando dentro de la configuración de precisión especificada. El dispositivo tiene cierta cantidad de calentamiento automático, por lo que es importante permitir el tiempo de calentamiento especificado antes de tomar cualquier medida para garantizar que se alcance una temperatura estable. En este punto, se recomienda que el dispositivo se calibre automáticamente si es compatible. Consulte los Servicios de calibración para obtener más información sobre los servicios de calibración que ofrece NI.

Ejemplo

El USB-6363 tiene un tiempo de calentamiento de 15 minutos y un intervalo de calibración de 2 años. NI recomienda autocalibrar el dispositivo después de 15 minutos de encendido para obtener una precisión óptima. Después de dos años de uso, NI recomienda enviar el dispositivo para una calibración certificada.


Límites actuales

Cada dispositivo MIO tiene una cantidad máxima de corriente que puede perderse o generar. Las especificaciones de esta sección son una combinación de corrientes de tipo sinking y de tipo sourcing. Algunos dispositivos tienen un fusible de restablecimiento automático en la línea de usuario de +5 V en caso de pico accidentales. Se puede dañar el dispositivo si se exceden las especificaciones de corriente máximas.

Ejemplo

Si un PXIe-6363 conduce la corriente máxima de todas sus 32 líneas DIO en el puerto 0 (24 mA por línea), el consumo de corriente total desde el puerto 0 será 0.768 A. Si también hay un circuito conectado a las líneas de usuario de +5 V en el conector 0 y el conector 1 que extraen 0.25 A de cada conector, entonces el módulo suministrará un 1.268 A. combinado. El 0.25 A está dentro del máximo de 1 A de cada conector de alimentación, y el consumo de 0.768 A de las líneas DIO combinadas con 0.5 A de las líneas de usuario de +5 V está dentro del máximo de 2 A de todas las salidas combinadas. Si esta misma aplicación se usara en un PCIe-6363, el conector de la unidad de disco opcional debe conectarse para garantizar que el dispositivo funcione dentro de los límites máximos de corriente.


Gestión ambiental

Para obtener más información sobre el compromiso de NI para diseñar y fabricar productos de manera responsable con el medio ambiente, visite Impacto ambiental.


Desencadenadores externos

Los dispositivos MIO pueden importar una señal de desencadenador digital desde cualquier línea PFI y también exportar algunas de las señales más comunes utilizadas en el dispositivo para fines de sincronización. Las señales, como los relojes de muestra y los desencadenadores de inicio, se pueden emitir desde el dispositivo MIO. Se puede aplicar un filtro digital a cualquiera de estas señales mediante la API DAQmx. Consulte la tabla de enrutado de su dispositivo en NI MAX para obtener más información sobre estas rutas de desencadenador.

  • Polaridad: indica si la señal que se exporta o importa es activa alta o activa baja.

Ejemplo

El PXIe-6363 es capaz de enrutar el desencadenador de inicio de entrada analógica a cualquier línea PFI, PXIe_DSTARA, PXIe_DSTARB, PXI_TRIG o PXI_STAR que aún no se ha reservado para su uso por otra tarea o dispositivo. Al observar las rutas del dispositivo en MAX, este enrutado también es bidireccional, lo que significa que el dispositivo puede aceptar un desencadenador de inicio de entrada analógica de cualquiera de esas mismas fuentes.


Generador de frecuencia

Además de los contadores de propósito general que existen en los dispositivos MIO, hay un contador separado con funcionalidad limitada que puede usarse como generador de frecuencia. En un dispositivo MIO típico, hay un generador de frecuencia único que está limitado a un número finito de frecuencias que se pueden generar. Las frecuencias que se pueden generar se pueden usar para proporcionar una señal de reloj a otro subsistema en el dispositivo, o se pueden exportar para que las utilicen circuitos externos.

Ejemplo

El PXIe-6363 tiene un canal generador de frecuencia que puede tomar uno de los tres relojes base (20 MHz, 10 MHz y 100 kHz) y dividirlo por un divisor de 1 a 16. Si un usuario desea generar una señal de 50.0 kHz, puede seleccionar el reloj base de 100 kHz y un divisor de 2, la siguiente tabla muestra una versión truncada de posibles frecuencias.

Divisor Reloj base
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

Temperatura de funcionamiento

Especifica el rango de temperatura ambiente para el que el dispositivo MIO fue diseñado para funcionar. Esta temperatura difiere de la que se indica con el DAQmx API, que es un sensor de temperatura incorporado.

Ejemplo

El PXIe-6363 tiene un rango de temperatura de funcionamiento de 0 a 55 °C. Es aceptable si el sensor de temperatura del PCB indica temperaturas más altas durante el uso normal.


Ciclo enlazado a fase (PLL)

Algunos dispositivos MIO tienen un circuito de ciclo enlazado a fase interno que permite que el dispositivo bloquee el reloj de referencia en un reloj de referencia externo. Cuando un dispositivo se bloquea en un reloj de referencia externo, hereda la velocidad, la derivación y la precisión del reloj al que se ha bloqueado. Los dispositivos PXI o PXI Express se bloquean automáticamente en los relojes de referencia PXI_CLK10 o PXI_CLK100. Puede usar la API NI-DAQmx para bloquear otra fuente de reloj de referencia, como una línea PFI.

Ejemplo

El USB-6363 tiene un circuito PLL interno y puede bloquearse en un reloj de 10 MHz si está presente en cualquier línea PFI de 0 a 15. Al configurar una tarea utilizando la API DAQmx, establezca el reloj de referencia en la línea PFI en la que está conectado el reloj externo. El PXIe-6363 tiene un circuito PLL similar, pero se bloqueará automáticamente en el reloj PXI_CLK100 de 100 MHz para la sincronización a través de múltiples dispositivos en un chasis PXI Express a menos que se especifique lo contrario al configurar la fuente del reloj de referencia mediante la API DAQmx. El PCIe-6363 tiene un circuito PLL que puede bloquearse de manera similar en cualquier línea PFI o RTSI. No hay bloqueo automático en dispositivos PCI Express o USB.


Características físicas

NI publica dibujos dimensionales de la mayoría de los productos que pueden usarse para verificar la autorización antes de comprar un dispositivo o crear un modelo del sistema que se está creando. Además de las dimensiones, NI también proporciona una lista completa de cableado, conectores y tornillos personalizados.

Consulte también

Dibujos dimensionales
Cables, conectores de repuesto y tornillos personalizados para dispositivos NI DAQ


Requisitos de potencia

Es importante conocer los requisitos de potencia de los dispositivos USB y PCI o de los módulos PXI para poder obtener la cantidad de potencia correcta. Los valores indicados en esta sección son para uso normal y no muestran la potencia máxima que puede extraer un dispositivo o módulo si se usa al margen de las especificaciones. Para dispositivos USB, una fuente de alimentación suministrada por NI cumple con las especificaciones recomendadas, pero puede usar una fuente de terceros o personalizada si es necesario. Para dispositivos PCI o PCI Express, hay un conector de potencia auxiliar que se puede utilizar en caso de que se necesite más potencia. Esto es más común cuando se usa el riel de usuario de +5 V para alimentar un circuito externo. Consulte los límites de corriente [enlace a los límites de corriente] para obtener más información. Para los módulos PXI o PXI Express, esta especificación puede servir para hacer un presupuesto de potencia. Consulte los enlaces relacionados para obtener más información.

Ejemplo

El PCIe-6363 extrae 4.6 W del riel de +3.3 V y 5.4 W del riel de +12 V si no está instalado el conector de potencia de la unidad de disco opcional. El conector de la unidad de disco agrega un riel de +5 V que puede suministrar hasta 15 W al dispositivo, al tiempo que reduce el consumo de energía del riel de +3.3 V a 1.6 W.

Consulte también

Realizar un presupuesto de potencia en un sistema PXI


Seguridad, compatibilidad electromagnética, cumplimiento de CE

Los estándares con los que los dispositivos MIO se prueban y cumplen se enumeran en las tres secciones de nuestros manuales de especificaciones. Para obtener más información sobre cualquier estándar, visite Certificaciones de productos.

Ejemplo

Puede ver las especificaciones de cumplimiento para el PXIe-6363 mediante la búsqueda de certificaciones: NI PXIe-6363: certificación del producto


Impacto y Vibración

Los dispositivos MIO se prueban según los estándares específicos de la industria para garantizar que la precisión establecida de acuerdo con las especificaciones y la integridad del dispositivo se mantenga por encima de las especificaciones de impacto y vibración establecidas. Es importante no exceder estos valores especificados para garantizar el funcionamiento correcto y preciso del dispositivo.

Ejemplo

El PCIe-6363 se ha probado de acuerdo con IEC 60068-2-27 y el perfil de prueba se ha desarrollado de acuerdo con MIL-PRF-28800F.


 

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