Especificaciones explicadas: NI DSA y SC Express DAQ

Esta guía se divide en las mismas secciones que la mayoría de los manuales de especificaciones de NI. Los siguientes términos y las definiciones 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 44xx (DSA) y 43xx (SC Express). Otras familias de productos de NI, como los chasis y controladores multifunción I/O (MIO), cDAQ y cRIO, los módulos de la serie C 91xx, 92xx, 94xx, la serie R RIO 78xx multifunción, los multímetros digitales, los alcances/digitalizadores y otros instrumentos, pueden utilizar terminología o métodos diferentes para obtener especificaciones y, como tal, esta guía no debe utilizarse como referencia para dispositivos y módulos distintos de los de las familias DSA y SC Express DAQ. 

 

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 prueba 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.

 

Los dispositivos y módulos NI DSA y SC Express normalmente solo tienen sistemas de entrada analógica o salida analógica.  Hay especificaciones únicas para DSA o SC Express, 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 SC Express.

Especificaciones comunes de entrada analógica

Convertidor analógico a digital (ADC) Tipo

Registro de Aproximaciones Sucesivas (SAR)

ADC que convierte una señal analógica en una representación digital discreta mediante el uso de una búsqueda binaria para hacer coincidir una tensión creada con la tensión de señal proporcionada.

Delta-Sigma

Arquitectura ADC que consiste en un ADC de 1 bit y circuitos de filtrado que sobremuestrean la señal de entrada y realizan la formación de ruido para lograr una salida digital de alta resolución.

Velocidad de muestreo

Esta terminología se aplica solo a los módulos con ADC delta-sigma. Los ADC Delta-sigma utilizan frecuencias de muestreo que son múltiplos grandes, como 128 veces la frecuencia de Nyquist para una señal dada. Por ejemplo, para muestrear una señal de 25 kHz, una frecuencia de muestreo mayor que la frecuencia de Nyquist (que está por encima de 50 kHz) sería suficiente. Sin embargo, un ADC delta-sigma que utiliza una tasa de sobremuestreo de 128 veces, muestrea la señal a 6 MHz. Este enfoque tiene varios beneficios, como un mejor anti-aliasing y una mayor resolución.

Los datos sobremuestreados son procesados por un filtro digital dentro del ADC antes de que los datos estén disponibles como salida. Dado que los datos sobremuestreados tardan un tiempo distinto de cero en ser procesados por el filtro digital, la tasa de datos de salida siempre es inferior a la tasa de sobremuestreo. La tasa de datos de salida es igual a la tasa de sobremuestreo dividida por la tasa de diezmado ADC.

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Resolución 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-4300 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.

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Base de tiempo

Frecuencia

Esta especificación indicará qué frecuencias están disponibles para usarse como frecuencia de la base de tiempo.

Exactitud

Especificado típicamente en ppm, esto especifica cuán lejos de la frecuencia listada puede estar la frecuencia real de la base de tiempo. Esta especificación está sujeta a las especificaciones de intervalo de cal del dispositivo.

Fuente

Esto indicará qué rutas externas están disponibles para ser utilizadas como bases de tiempo externas.

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Reloj de referencia

Frecuencias de bloqueo

Normalmente se muestra en una tabla, esta mostrará basándose en la señal de referencia proporcionada cuáles son las frecuencias de bloqueo válidas para la sincronización del reloj de referencia.

Fuente

Esto mostrará cuáles son las fuentes de reloj de referencia válidas para el dispositivo.  Esto suele constar del reloj integrado y el reloj del panel trasero del chasis.

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Retraso del grupo de filtros (retraso del filtro ADC)

Retraso analógico

Este retardo de filtro es el resultado de la señal que pasa a través de un filtro analógico en el dispositivo. Los valores de esto variarán en función del rango/ganancia que se utilice en el dispositivo.

Retraso de filtro digital

 Retraso grupal no compensado

Este retardo de filtro es el resultado de lo siguiente: retardo de filtro analógico, filtro digital en modo buffer o filtro en modo de punto único temporizado por hardware. Este retraso no se compensa cuando se sincroniza y deberá tenerse en cuenta para no ver un desplazamiento de fase en los datos.

Retraso compensado del grupo

Este retardo del filtro es el resultado de que el filtro anti-aliasing funciona en un modo bufered. Cuando se sincroniza con otro hardware, este retraso se compensará automáticamente.

Retraso del grupo de filtros base

Este retardo es el resultado de la señal que pasa a través del filtro anti-aliasing digital en el dispositivo.  Es un componente parcial de la especificación de retardo de grupo compensado, y está determinado por la frecuencia de entrada proporcionada al módulo.

Retraso del grupo de filtros variables

Este retardo es el resultado de la señal que pasa a través del filtro anti-aliasing digital en el dispositivo.  Es un componente parcial de la especificación de retardo de grupo compensado y está determinado por la frecuencia de muestreo que se utiliza actualmente en el módulo.

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Ancho de banda/Rechazo de alias

Ancho de banda sin alias

El ancho de banda de banda sin alias se define como el rango de frecuencias que comienza en DC hasta el punto donde el filtro anti-aliasing alcanza su punto de -0.1 dB.  Este rango es donde debe existir la señal que se mide para obtener una medición adecuada

             Ejemplo:

El PXIe-4464 enumera su ancho de banda (BW) (banda de paso) sin alias como "DC a 0.454 * fs", lo que significa que de DC a 0.45 4 veces su frecuencia de muestra será la banda de paso para su medición actual

Stopband/Alias Rechazo

El rechazo de banda de detención/alias se define por 2 partes, una especificación de atenuación o rechazo, así como una especificación de frecuencia. La atenuación/rechazo define la cantidad mínima de atenuación que se aplicará a la señal, mientras que la frecuencia determina dónde se producirá el punto de partida para esa atenuación.

             Ejemplo:

La especificación para el PXIe-4330 se muestra a continuación.

                 

Para el PXIe-4330 esto significa que las señales encontradas a una frecuencia de 0.55 veces la frecuencia de muestreo verán una atenuación de 100 dB de la señal original.

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Frecuencia mínima para Alias Hole

Los ADC delta-sigma en los dispositivos incluyen una arquitectura sobremuestreada y filtros digitales nítidos con frecuencias de corte que rastrean la frecuencia de muestreo.  Debido a cómo se diseña el filtro digital dentro del ADC, se convierte en un pequeño agujero, donde en teoría se podían ver alias, a frecuencias más grandes.

Rechazo en Alias Hole

Para combatir los agujeros de alias dejados por el ADC se aplica un filtro de frecuencia fija analógico a los componentes de alta frecuencia a lo largo de la trayectoria analógica.  Esto especifica qué rechazo verán esos componentes de alta frecuencia.

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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-4300 tiene un CMRR de 100 dB para el rango de 5 V. Esto significa que atenuará los voltajes de modo común en 100,000x. Si la señal que se mide es una onda sinusoidal de 5 Vpk, 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.

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Diafonía

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-4464 tiene una especificación de interferencia de -95 dB para canales adyacentes y -125 dB para canales no adyacentes cuando usa su rango de ganancia de -10 dB. Esto significa que el canal ai2 tendrá una especificación de interferencia de -95 dB entre los canales ai1 y ai3, y una especificación de interferencia de -125 dB a todos los demás canales ai.

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Acoplamiento

Algunos módulos como el NI 4461 y el NI 4464 admiten los modos acoplados CC y CA. Cuando se selecciona el modo de acoplamiento de CC, cualquier desplazamiento de CC en la señal fuente se pasa al ADC. Cuando se selecciona el modo de acoplamiento de CA, se habilita un filtro de paso alto en la entrada de la ruta de la señal, filtrando la mayor parte del contenido de CC de la señal.

Vea también: Información básica sobre el acoplamiento de AC y DC.

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Características de excitación

          Tipo de excitación

Especifica qué tipo de salida se proporciona cuando se solicita excitación de un módulo. Para SC Express, esto normalmente se enumerará como “Voltaje diferencial constante (equilibrado)”.

          Ruido

Proporciona el ruido encontrado en la línea de excitación, así como el ancho de banda con el que se midió dicho ruido. Normalmente representan en uVrms.

          Valores / Programabilidad de voltaje

Especifica qué valores de voltaje están disponibles para ser proporcionados por la excitación interna del módulo.

          Corriente de falla máxima

Es la corriente máxima que el módulo puede proporcionar en caso de una falla en la circuitería externa.

          Corriente mínima/corriente máxima/accionamiento de corriente

Es la corriente máxima más pequeña que garantizamos que el módulo será capaz de proporcionar a través de la excitación.

          Módulo LVDT específico

               Programabilidad de voltaje

  Especifica qué valores de voltaje están disponibles para ser proporcionados por la excitación interna del módulo.

               Programabilidad de frecuencia

  Especifica qué valores de frecuencia puede seleccionar el dispositivo para la excitación proporcionada.

               Motor de corriente

                    Es la corriente máxima más pequeña que garantizamos que el módulo será capaz de proporcionar a través de la excitación.

               Precisión de ganancia

                    Es la precisión en la ganancia de la tensión de excitación proporcionada desde el módulo.

          Rango de ajuste

Un rango para la salida de la excitación el usuario es capaz de seleccionar cualquier valor dentro de dicho rango que sea compatible con el tamaño de paso de resolución de ajuste correspondiente.

          Regulación de carga

Es la capacidad de mantener un nivel de voltaje (o corriente) constante en el canal de salida de una fuente de alimentación a pesar de los cambios en la carga de la fuente.

          Detección del límite actual

Es una propiedad legible por software de la excitación que cambiará en función de la comparación de la corriente de excitación actual con la corriente límite especificada.        

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IEPE

IEPE Detección abierta

                    Es una propiedad legible por software para el módulo que le dirá al usuario si el circuito está actualmente abierto.

IEPE Detección de cortocircuitos

                    Es una propiedad legible por software para el módulo que le dirá al usuario si el circuito actualmente tiene un cortocircuito.

Voltaje de cumplimiento

Especificado como un valor o valor min, el voltaje de cumplimiento es el valor máximo mínimo que Vcommon-mode + Vbias + Vfull-scale sumará. Donde
Vmodo común es el voltaje de modo común visto por el canal de entrada Vpolarización es el voltaje de polarización de CC del sensor Vescala completa es el voltaje de escala completa de CA del sensor.

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Fuente equilibrada

Una fuente equilibrada utiliza tres conductores para transportar la señal. Dos de los conductores llevan señales negativas y positivas (señal CA), y el tercero se utiliza para la puesta a tierra.  La alta ganancia y la tierra aislada hacen que la señal sea más limpia y libre de ruido cuando se utiliza una fuente equilibrada.

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Fuente desequilibrada

Una fuente desequilibrada, solo hay dos conductores. Uno lleva positivo, el lleva negativo y también se utiliza para el suelo.  Mejor para cables cortos que se encuentran en entornos de bajo ruido.

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 Tamaño del buffer FIFO

 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 salida 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 regenerar una forma de onda única desde el FIFO interno.

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Planitud

Las señales dentro de una banda de paso tienen ganancia o atenuación dependiente de la frecuencia. La pequeña cantidad de variación en la ganancia con respecto a una frecuencia de referencia se llama planitud de banda de paso.

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Respuesta en frecuencia (magnitud y fase)

A medida que se realiza un barrido de frecuencia a través de la entrada analógica de un módulo, la magnitud y la fase de la señal medida cambiarán en función de las características del filtro del módulo.  Estos datos se representan normalmente en un gráfico o en una tabla de valores de frecuencia.

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Gana amplitud/precisión

Error de ganancia inherente al amplificador de instrumentación y se sabe que existe después de una autocalibración.

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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-4309 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.

            

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:

      

Esta diferencia de medición de 75 nV corresponde a un error de medición casi insignificante de 1,5 u °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 3.333 V, o un error de medición hipotético de 33.34 °C.

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Ruido de entrada

          Ruido adicional del sistema generado por el frontal analógico, medido conectando a tierra el canal de entrada.

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Aislamiento

 El aislamiento es el medio de separar física y eléctricamente dos partes de un dispositivo. Protege los circuitos informáticos y a los operadores humanos, rompe los bucles de tierra y mejora el rechazo de voltaje y ruido en modo común.

          Entre canales

Cada canal está aislado de cualquier otro canal y otros componentes no aislados.  La figura siguiente representa el aislamiento de canal a canal. Va, b, Vc, d, Ve, f y Vg, h están todos en autobuses separados y están aislados entre sí.

          Channel-to-Tearth

Los canales del dispositivo y la tierra del dispositivo están eléctricamente aislados entre sí.  El aislamiento de canal a tierra se representa en la figura siguiente. Las tensiones del frontal aislado (Va-c ) están en el mismo bus; estas tensiones no están aisladas entre sí. Ve,d están en un autobús separado y están aislados de la parte delantera.

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Concordancia canal a canal

Desajuste de ganancia intercanal

El desajuste de ganancia de canal a canal define la diferencia de ganancia en cualquier canal dado en relación con un canal de referencia. Se especifica en función de la frecuencia de entrada.

Desajuste de fase intercanal

El desajuste de fase de canal a canal define la diferencia de fase en cualquier canal dado en relación con un canal de referencia. Se especifica en base al rango de medición y la frecuencia de la señal de entrada de la medición

Ejemplo

NI 4302 en el rango de 10V especifica desajuste de ganancia de canal a canal de aleta * 0.035° / kHz máximo. Por ejemplo, si la frecuencia de la señal de entrada es de 2 kHz, la diferencia máxima de fase en un canal en relación con cualquier otro canal en el módulo es de 0,07°.

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Desplazamiento (DC residual)

Error de desfase inherente al amplificador de instrumentación y se sabe que existe después de una autocalibración.

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Protección de sobrevoltaje

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 sobrevoltaje, la cantidad máxima de corriente que un dispositivo puede absorber se especifica mediante la corriente de entrada durante la condición de sobrevoltaje.

Ejemplo:

El NI PXIe-4480 tiene protección de hasta ±30 V para dos pines de AI. Si más de dos pines de AI experimentan un sobrevoltaje superior a ±30 V, el dispositivo puede dañarse. Mientras el dispositivo está apagado, hay un nivel de protección inferior a ±15 V.

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Linealidad de fases

Idealmente en un sistema de fase lineal, la fase y la frecuencia de la señal tienen una relación lineal. Esto significa que las señales de entrada de todas las frecuencias tienen el mismo retardo de tiempo a través del sistema. La no linealidad de fase es una expresión de la medida en que la función fase-frecuencia se desvía del ideal.

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Rango

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-4300 tiene cuatro rangos de voltaje de entrada: ±1 V, ±2 V, ±5 V y ±10 V.

          Modo común

Normalmente se proporciona como tierra de canal a tierra, esta es la medida de cuán lejos puede alejarse la señal diferencial de la tierra mientras se proporcionan mediciones correctas.

          Voltaje de trabajo máximo

La tensión máxima de trabajo se determina tomando la tensión de la señal y ellos sumando la tensión común a ella.  En la mayoría de los casos en que esto se especifica, la tensión de trabajo máxima variará en función del rango de señal que se esté utilizando actualmente.

          Señal

El rango de señal especifica los valores máximo y mínimo que se han configurado para ser manejados por el ADC.  Esta es una propiedad seleccionable por el usuario al configurar Tareas DAQmx.  Proporcionar un rango demasiado pequeño resultará en el recorte de la señal en los valores máximo y mínimo, mientras que proporcionar un rango demasiado grande resultará en una peor resolución en la medición.

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Sensibilidad

 Una especificación útil cuando se miden termopares, la sensibilidad define en función del modo de temporización lo que el dispositivo puede registrar el menor cambio de temperatura.  Esta especificación solo se utiliza actualmente en el PXIe-4353.

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Estabilidad

 Esta especificación cubre cómo una variedad de especificaciones puede cambiar en función del tiempo o la temperatura.  Como resultado, esta especificación típicamente alterará otras especificaciones basadas en una diferencia de temperatura, o un tiempo desde la última calibración.

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Velocidades de muestreo

Rango

El rango de frecuencia de muestreo especifica qué valores están disponibles para la frecuencia con que un ADC convierte datos de valores analógicos a 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.

          Resolución

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-4300 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.

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Densidad de ruido espectral

Si bien se puede mostrar en 2 métodos diferentes, esta especificación es la representación del ruido en todo el rango espectral del dispositivo. Se puede mostrar en función de la frecuencia de corriente que se está midiendo o en función del rango de corriente del módulo.  Esta especificación se da típicamente en voltios por raíz cuadrada Hertz.

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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:

El PXIe-4339 tiene un SFDR de alrededor de 100 dB. Tomando el siguiente gráfico como ejemplo, si la señal fundamental se aplicara a 0 dB, el siguiente estímulo más alto ocurriría a 100 dB menos, lo que proporciona un rango dinámico utilizable sin interferencia espuria.

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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 PXIe-4480 tiene una THD especificada de -100 dB cuando fs = 51,2 kS/s. Esto significa que para una señal de prueba determinada, en este caso una onda sinusoidal de 10 kHz a escala completa, la amplitud de la señal atribuida a la distorsión armónica es inferior al 0,001%. Por el contrario, más del 99.999% de la amplitud que se mide puede atribuirse al tono fundamental o señal de interés.

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Frecuencia de corte

La frecuencia de corte es el punto en el dominio de la frecuencia en el que se ve la atenuación en la señal.  Esto se puede proporcionar tanto como el punto de -3 dB (donde la señal es al 50% de su potencia original, o en el punto de -0.1 dB (el punto que significa la salida de la banda de paso).

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Rango dinámico

El rango dinámico de un dispositivo es la relación entre las señales más grandes y más pequeñas que se pueden medir por circuito, normalmente expresada en dB.  

                                  Rango dinámico en dB = 20 * log10( Vmax / Vmin )

En la mayoría de los casos, la entrada a escala completa de un dispositivo es la señal más grande que se puede medir y el ruido de entrada del canal inactivo determina la señal más pequeña que se puede medir.  Los dispositivos DSA de National Instruments especifican el rango dinámico, el ruido del canal inactivo y la densidad espectral de ruido, todos los cuales se pueden utilizar para calcular el rango dinámico.  La forma más fácil de medir el rango dinámico de tu dispositivo es tomar una medición de ruido de canal inactivo y convertir esa medición a escala completa de dB, como se describe en Medir el rango dinámico de mi dispositivo de adquisición de datos.

El rango dinámico es una cantidad muy importante a tener en cuenta al elegir un dispositivo DSA.  A menudo, las aplicaciones DSA requieren el uso de micrófonos y acelerómetros, sensores que tienen rangos dinámicos muy grandes.  Elegir un dispositivo de medición adecuado le permitirá aprovechar estos sensores y la plenitud de su alcance.

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Ruido de canal inactivo

El ruido de canal inactivo es una medida de lo que es el piso de ruido para un módulo.  Se puede calcular para su módulo siguiendo los siguientes pasos:

1. 1. Terminar un canal de entrada o proporcionar un tono de –60 dB
      
   2. Calcular el desplazamiento de la media del canal terminado
      
   3. Convertir el desplazamiento a Vrms para determinar el ruido

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Distorsión de intermodulación

El IMD es otra medida de distorsión debido a la no linealidad en el módulo. El IMD se utiliza a menudo para medir la distorsión de un módulo cerca del límite de alta frecuencia del módulo o del sistema de medición. Si la entrada al módulo es una señal multitono, la no linealidad presente en el módulo haría que los tonos se mezclaran y crearan nuevos tonos en el espectro que no son deseables. El nivel de estas nuevas señales está definido por IMD.

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Distorsión armónica total + ruido (THD+N)

Esta especificación es la misma que THD pero incluye ruido.  Puedes pensar en THD+N como la distorsión total de la señal debido a señales armónicas y ruido.
THD + N = √(∑Potencia (armónicos) + ∑Potencia (ruido)) / √Potencia (fundamental))

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Intermodule ADC Skew

 Esta es la medida de cuál es la diferencia máxima en el tiempo entre dos señales idénticas medidas en diferentes ADCs del mismo módulo.  Esta especificación también sigue siendo válida para otros módulos dentro del mismo chasis cuando se usa sincronización de reloj de referencia y se puede determinar para módulos en otros chasis agregando el sesgo de potencial de distribución de reloj PXI.

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Precisión absoluta de IA

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-4300 tiene un rango de ± 1,0 V. La precisión absoluta a escala completa se calcula con la suposición de que la señal que se mide es 1,0 V. La precisión absoluta a escala completa para el rango de ± 1,0 V es de 575 μV.
Consulte también
¿Cómo calculo la precisión absoluta o la precisión del sistema?

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Modo de temporización ADC

          Alta resolución

Encontrado en los módulos de entrada de temperatura SC Express, este modo de temporización reduce la frecuencia de muestreo del dispositivo para mejorar el rendimiento, a través de un proceso llamado modelado de ruido.  Este proceso aumenta drásticamente el tiempo de conversión ADC del dispositivo.  Este modo está activado por defecto.

         Alta Velocidad

Encontrado en los módulos de entrada de temperatura SC Express, este modo de temporización acelera la frecuencia de muestreo del dispositivo a la frecuencia de muestreo máxima admitida para el dispositivo, sacrificando al mismo tiempo el rendimiento.  Este proceso reduce drásticamente el tiempo de conversión ADC del dispositivo.

          Tiempo de conversión ADC

El tiempo de conversión del ADC es el tiempo que tarda el ADC en proporcionar muestras del flujo de datos de entrada.  Utilizado como especificación descriptiva con los modos de temporización ADC.

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Terminación de puente

La terminación del puente se refiere a las opciones proporcionadas al usuario en términos de conectar sensores de puente de Wheatstone, que se utilizan normalmente para medir la deformación, al módulo. Los modos de finalización de puente seleccionables por software son puente completo, medio puente y cuarto de puente (es posible que estas opciones no estén disponibles en todos los dispositivos).

Consulte también

Sensores basados en puente

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Resistencia de puente

Esto especifica qué valores de resistencia de puente que el módulo ha sido diseñado para manejar.  En dispositivos SC Express estos valores son típicamente: 120, 350, y 1000 Ohms.

Consulte también

Sensores basados en puente

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Calibración de derivación

La calibración en derivación es un método de calibración hecho a Circuits basados en puentes donde se coloca una resistencia en paralelo con una de las patas del puente, impulsando el sensor a un valor conocido.  Hacerlo le permitirá saber cuál es la salida a escala real del transductor.

Tipo

Esto especifica cómo se realiza la calibración de derivación en el dispositivo seleccionado.

Resistor

Especifica dónde y qué resistencia se está utilizando para completar la calibración de la derivación.

Resistencia al interruptor

Esta es una medición a través del interruptor que se activa cuando se habilita la calibración de derivación.

Estabilidad

Esta es una medida de cuánto puede variar el valor de la resistencia de derivación en función de la temperatura de funcionamiento actual del módulo.

Tolerancia

Esta es una medida de lo que la cantidad aceptable de variación se puede ver en la resistencia de la resistencia de derivación a bordo.

Valor

Esta es la resistencia que se está utilizando para hacer la calibración de derivación

Ubicación

Esto proporciona orientación sobre dónde está la resistencia de derivación en el dispositivo, en relación con el puente activo actual.

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Concordancia canal a canal

La coincidencia de canal a canal es el conocimiento de si se proporciona la misma señal a múltiples canales del dispositivo, cuánto puede variar esa señal en ganancia y fase entre canales.

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Protección contra fallos

Esta es la cantidad de voltaje que el módulo puede soportar entre dos pines en el dispositivo sin dañarse.  Esta especificación se puede dar para el estado “On” del dispositivo o el estado “On or Off”.

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Filtro

En muchos dispositivos SC Express, se ha añadido filtrado al dispositivo para proporcionar una señal más limpia.  Cuando se especifique, el documento proporcionará información sobre dónde está el filtro en el dominio de la frecuencia y cómo se implementó el filtro.

Paso bajo

Especifica dónde termina la banda de paso en el dominio de la frecuencia.  En los dispositivos SC Express esta es una característica seleccionable por el usuario, por lo que las diversas opciones que son seleccionables se darán aquí.

Tolerancia de frecuencia de corte

Esta es una medida de cuán preciso será el valor seleccionado para el filtro paso bajo.  Este valor es típicamente +/- 5%.

Tipo de filtro

Esto especifica qué tipo de filtro se está utilizando para crear el filtro paso bajo.  El filtro implementado normalmente será un filtro Butterworth o Eliptic.

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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-4300 tiene una corriente de polarización de entrada de ±6 nA. Esto significa que cualquier sensor medido por el NI PXIe-4300 debe ser capaz de generar al menos esa cantidad de corriente en todo su rango de salida de voltaje para poder digitalizarse correctamente.

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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-4300 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:

   

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Chopping

El troceado es una característica que se puede utilizar para eliminar tensiones de desplazamiento de trayectoria de señal y reducir el ruido. El rendimiento de medición mejorado se logra midiendo la señal dos veces, una vez normalmente (V0) y otra con las entradas invertidas (V1). Estas mediciones son promediadas por el dispositivo para crear una muestra. Un diagrama de hardware se proporciona en la siguiente imagen.

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Modo de alambre

          Precisión CJC

El termopar en sí se basa en el principio de que existe un potencial eléctrico en la unión de dos metales diferentes. CJC se hace necesario porque la unión entre cada extremo del termopar y su sistema de medición (bloque de conectores, bloque de terminales) también agrega una diferencia de potencial a la tensión del termopar. Esto se compensa mediante el uso de un sensor CJC a bordo para medir la temperatura entre el termopar y el sistema de medición. La precisión del sensor CJC es la especificación de precisión del sensor CJC solamente.

 

DNL

 Resolución del convertidor analógico (DAC) para calcular el tamaño del paso) y el valor real que se emite (normalmente medido en LSB). En un DAC ideal, DNL sería 0 LSB.

Ejemplo

El NI PXIe-4322 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:

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INL

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-4322, la especificación INL en la tabla de precisión es de 64 ppm, o 4 LSB, del rango utilizado.

 

Tiempo de estabilización

Es el tiempo que tardará la señal de salida en permanecer dentro del valor especificado, que se especifica mediante bits menos significativos (LSB). Esta cantidad de tiempo variará a medida que cambie la carga, ya que el tiempo que se representa aquí está directamente relacionado con la constante de tiempo para el circuito.

 

• Especificaciones explicadas: DAQ de E/S Multifunción (MIO) de NI
• Especificaciones explicadas: chasis y controladores cDAQ y cRIO
• Especificaciones explicadas: Osciloscopios y digitalizadores de NI
• Especificaciones explicadas: E/S reconfigurables multifunción NI (serie R)
• Especificaciones explicadas: Módulos de la Serie C