Spécifications expliquées : NI DSA et SC Express DAQ

Ce guide comprend les mêmes sections que la plupart des manuels de spécifications NI. Les termes et les définitions ci-dessous sont répertoriés par ordre alphabétique et peuvent apparaître dans un ordre différent dans les manuels de spécifications. Ce guide s'applique exclusivement aux périphériques et modules DAQ 44xx (DSA) et 43xx (SC Express). D’autres familles de produits NI telles que les châssis et contrôleurs cDAQ et cRIO, les modules 91xx, 92xx, 94xx, les RIO multifonctions série R 78xx, les multimètres numériques, les oscilloscopes/numériseurs et d’autres instruments peuvent utiliser une terminologie ou des méthodes différentes pour dériver les spécifications et par conséquent, ce guide ne doit pas être utilisé comme référence pour les périphériques et modules autres que ceux de la famille DSA et SC Express DAQ. 

 

Tout d’abord, il est important de noter la différence catégorique entre les différentes spécifications. NI définit les capacités et les performances de ses instruments de test et de mesure comme des spécifications, des spécifications typiques et des caractéristiques ou des spécifications supplémentaires. Consultez le manuel de spécifications de vos périphériques pour plus de détails sur les spécifications garanties ou typiques.

• Les spécifications caractérisent les performances garanties de l’instrument dans l’intervalle d’étalonnage recommandé et dans les conditions de fonctionnement indiquées.
• Les spécifications typiques sont des spécifications respectées par la majorité des instruments dans l’intervalle d’étalonnage recommandé et dans les conditions de fonctionnement indiquées. Les spécifications typiques ne sont pas garanties.
• Les spécifications caractéristiques ou supplémentaires décrivent les fonctions et les attributs de base de l’instrument établis par conception ou pendant le développement et non évalués pendant la vérification ou l’ajustement. Elles fournissent des informations pertinentes pour l’utilisation adéquate de l’instrument qui ne figurent pas dans les définitions précédentes.

 

Les périphériques et modules NI DSA et SC Express n'ont généralement que des systèmes d'entrée ou de sortie analogique.  Il existe des spécifications propres à DSA ou SC Express, mais aussi certaines spécifications qui s’appliquent aux deux. Cette section est organisée en trois sections pour couvrir les spécifications communes, spécifiques à l’entrée analogique DSA et spécifiques à l’entrée analogique SC Express.

Spécifications d'entrée analogique courantes

Convertisseur analogique/numérique (C A/N)

Registre d'approximation successive (SAR)

C A/N qui convertit un signal analogique en une représentation numérique discrète en utilisant une recherche binaire pour faire correspondre une tension créée à la tension de signal fournie.

Delta-Sigma

Architecture C A/N composée d'un C A/N 1 bit et d'un circuit de filtrage qui suréchantillonne le signal en entrée et effectue une mise en forme du bruit pour obtenir une sortie numérique haute résolution.

Fréquence de suréchantillonnage

Cette terminologie ne s'applique qu'aux modules dotés de C A/N delta-sigma. Les C A/N delta-sigma utilisent des fréquences d'échantillonnage qui sont de grands multiples, comme 128 fois la fréquence de Nyquist pour un signal donné. Par exemple, pour échantillonner un signal de 25 kHz, une fréquence d'échantillonnage supérieure à la fréquence de Nyquist (supérieure à 50 kHz) serait suffisante. Cependant, un C A/N delta-sigma utilisant une fréquence de suréchantillonnage de 128 fois, échantillonne le signal à 6 MHz. Cette approche présente plusieurs avantages, comme un meilleur anti-repliement et une résolution plus élevée.

Les données suréchantillonnées sont traitées par un filtre numérique dans le C A/N avant que les données ne soient disponibles en sortie. Comme il faut un temps différent de zéro pour que les données suréchantillonnées soient traitées par le filtre numérique, le débit de données en sortie est toujours inférieur au débit de suréchantillonnage. Le débit de données en sortie est égal au taux de suréchantillonnage divisé par le rapport de décimation du C A/N.

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Résolution C A/N    

La résolution est le plus petit changement du signal en entrée que le périphérique ou le capteur peut détecter. Le nombre de bits utilisé pour représenter un signal analogique détermine la résolution du C A/N.

          Exemple :

Le NI PXIe-4300 est un périphérique 16 bits, ce qui signifie que le changement d’amplitude le plus faible détectable sur la plage ± 5 V est de 0,152 mV. Sur la plage ± 0,1 V, cette valeur est de 3,05 µV.

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Base de temps

Fréquence

Cette spécification indiquera quelles fréquences sont disponibles pour être utilisées comme fréquence de base de temps.

Exactitude

Spécifiée typiquement en ppm, elle spécifie à quelle distance de la fréquence indiquée la fréquence de base de temps réelle peut être. Cette spécification est soumise à la spécification d'intervalle d'étalonnage du périphérique.

Source

Cela indiquera quelles routes externes sont disponibles pour être utilisées comme bases de temps externes.

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Horloge de référence

Fréquences de verrouillage

Typiquement illustré dans un tableau, cela montrera en fonction du signal de référence fourni quelles sont les fréquences de verrouillage valides pour la synchronisation de l'horloge de référence.

Source

Ceci affichera quelles sont les sources d'horloge de référence valides pour le périphérique.  Il s’agit généralement de l’horloge embarquée et de l’horloge du fond de panier du châssis.

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Retard du groupe de filtres (Retard du filtre C A/N)

Retard analogique

Ce retard de filtre est le résultat du signal qui traverse un filtre analogique sur le périphérique. Les valeurs de ceci varieront en fonction de la gamme ou du gain utilisé sur le périphérique.

Retard du filtre numérique

 Retard de groupe non compensé

Ce retard de filtre est le résultat de ce qui suit : retard de filtre analogique, filtre numérique en mode bufférisé ou filtre en mode point par point à cadencement matériel. Ce retard n'est pas compensé lors de la synchronisation et devra être pris en compte pour ne pas voir de déphasage dans les données.

Retard de groupe compensé

Ce retard de filtre est le résultat du fonctionnement du filtre anti-repliement en mode bufered. Lorsqu'il est synchronisé avec un autre matériel, ce retard sera automatiquement compensé.

Retard du groupe du filtre de base

Ce retard est dû au signal qui traverse le filtre anti-repliement numérique du périphérique.  C'est un composant partiel de la spécification Délai de groupe compensé et est déterminé par la fréquence d'entrée fournie au module.

Retard de groupe de filtre variable

Ce retard est dû au signal qui traverse le filtre anti-repliement numérique du périphérique.  C'est un composant partiel de la spécification Délai de groupe compensé et est déterminé par la fréquence d'échantillonnage actuellement utilisée sur le module.

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Bande passante/ Alias Rejection

Bande passante/bande passante sans alias

La bande passante/bande passante sans repliement est définie comme la gamme de fréquence commençant à CC jusqu'au point où le filtre anti-repliement atteint son point de -0,1 dB.  Cette gamme est celle où le signal mesuré devrait exister pour obtenir une mesure correcte

             Exemple :

Le PXIe-4464 indique sa bande passante sans alias (bande passante) comme "CC à 0,454 * fé", ce qui signifie de CC à 0,45 fois votre fréquence d'échantillonnage sera la bande passante pour votre mesure de courant.

Rejet de bande d'arrêt/alias

La réjection de bande d'arrêt/repliement est définie par 2 parties, une spécification d'atténuation ou de réjection ainsi qu'une spécification de fréquence. L'atténuation/rejet définit la quantité minimale d'atténuation qui sera appliquée au signal, tandis que la fréquence détermine où le point de départ de cette atténuation se produira.

             Exemple :

Les spécifications du PXIe-4330 sont présentées ci-dessous.

                 

Pour le PXIe-4330, cela signifie que les signaux trouvés à une fréquence de 0,55 fois la fréquence d’échantillonnage verront une atténuation de 100 dB par rapport au signal d’origine.

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Fréquence minimale pour le trou d'alias

Les C A/N delta-sigma des périphériques incluent une architecture suréchantillonnée et des filtres numériques pointus avec des fréquences de coupure qui suivent la fréquence d'échantillonnage.  En raison de la façon dont le filtre numérique est conçu à l’intérieur du C A/N, il devient un petit trou, où en théorie des alias pourraient être vus, à des fréquences plus élevées.

Rejet à Alias Hole

Pour lutter contre les trous de repliement laissés par le C A/N, un filtre analogique à fréquence fixe est appliqué aux composants haute fréquence le long du chemin analogique.  Ceci spécifie quel rejet ces composants haute fréquence verront.

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Rapport de réjection du mode commun (CMRR)

Lorsque le même signal est vu sur les entrées positives et négatives d’un amplificateur, le CMRR spécifie la quantité de ce signal qui est rejetée de la sortie finale (généralement mesurée en dB). L’amplificateur idéal supprimera tout le signal en mode commun, mais une telle situation est impossible dans l’implémentation.

Exemple :

Le NI PXIe-4300 a un CMRR de 100 dB pour la gamme 5 V. Cela signifie qu’il atténuera les tensions de mode commun de 100 000x. Si le signal mesuré est un signal sinusoïdal pk de 5 V et que la tension d’offset ou commune entre les entrées positive et négative est de 5 VCC, la sortie finale rejettera ou atténuera l’entrée de 5 VCC à 5 μV. Le CMRR n’est pas inclus dans les dérivations de précision et doit être pris en compte séparément si le signal mesuré contient des tensions de mode commun.

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Interférence

La mesure de la quantité d’un signal sur une voie peut être couplée ou affectée sur une voie adjacente. L’interférence existe chaque fois qu’un signal variant en amplitude est présent sur un fil ou une trace de PCB qui est physiquement proche d’un autre fil ou trace de PCB.

Exemple :

Le NI PXIe-4464 a une spécification d’interférences de -95 dB pour les voies adjacentes et de -125 dB pour les voies non adjacentes. Cela signifie que la voie ai2 aura une spécification d’interférence de -95 dB entre les voies ai1 et ai3, et une spécification d’interférence de -125 dB pour toutes les autres voies ai.

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Couplage

Certains modules tels que les NI 4461 et NI 4464 supportent les modes couplés CC et CA. Lorsque le mode de couplage CC est sélectionné, tout offset CC dans le signal source est transmis au C A/N. Lorsque le mode de couplage CA est sélectionné, un filtre passe-haut est activé à l'entrée du chemin du signal, filtrant la majeure partie du contenu CC du signal.

Voir aussi : Informations de base sur le couplage CA et CC

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Caractéristiques d'excitation

          Type d'excitation

Spécifie quel type de sortie est fourni lors de la demande d'excitation d'un module. Pour SC Express, cela sera généralement répertorié comme « Tension différentielle constante (équilibrée) ».

          Bruit

Fournit le bruit trouvé sur la ligne d'excitation ainsi que la bande passante avec laquelle le bruit a été mesuré. Représentent généralement en uVeff.

          Programmabilité des valeurs/tension

Spécifie quelles valeurs de tension sont disponibles pour l'excitation interne du module.

          Courant de défaut maximal

Est le courant maximal que le module peut éventuellement fournir en cas de défaillance du circuit externe.

          Courant minimum/courant maximum/unité de puissance

Est le plus petit courant max que nous garantissons que le module sera capable de fournir par excitation.

          Spécifique à un module LVDT

               Programmabilité de tension

  Spécifie quelles valeurs de tension sont disponibles pour l'excitation interne du module.

               Programmabilité de fréquence

  Spécifie quelles valeurs de fréquence peuvent être sélectionnées par le périphérique pour l'excitation fournie.

               Courant d'excitation

                    Est le plus petit courant max que nous garantissons que le module sera capable de fournir par excitation.

               Gagner en précision

                    Est la précision du gain de la tension d'excitation fournie par le module.

          Gamme d'ajustement

Gamme pour la sortie de l'excitation, l'utilisateur peut sélectionner toutes les valeurs à l'intérieur de cette gamme qui sont compatibles avec la taille d'incrément de résolution d'ajustement correspondante.

          Réglementation de charge

Capacité de maintenir un niveau de tension (ou de courant) constant sur la voie de sortie d'une alimentation malgré les changements de charge de l'alimentation.

          Détection de limite de courant

Est une propriété lisible par logiciel de l'excitation qui changera en fonction de la comparaison du courant d'excitation actuel au courant limite spécifié.        

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IEPE

Détection d'ouverture IEPE

                    Est une propriété lisible par logiciel pour le module qui indiquera à l'utilisateur si le circuit est actuellement ouvert.

Détection de court-circuit IEPE

                    Est une propriété lisible par logiciel pour le module qui indiquera à l'utilisateur si le circuit a actuellement un court-circuit.

Tension de conformité

Spécifiée comme valeur min ou valeur min, la tension de conformité est la valeur max minimale à laquelle Vcommon-mode + Vbias + Vfull-scale additionnera. où
Vmode commun est la tension de mode commun vue par la voie d'entrée Vbias est la tension de polarisation CC du capteur Vpleine échelle est la tension CA pleine échelle du capteur.

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Source équilibrée

Une source équilibrée utilise trois conducteurs pour transporter le signal. Deux des conducteurs transportent des signaux négatifs et positifs (signal CA), et le troisième est utilisé pour la mise à la masse.  Le gain élevé et la masse isolée rendent un signal plus propre et sans bruit lors de l’utilisation d’une source équilibrée.

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Source non équilibrée

Source non équilibrée, il n'y a que deux conducteurs. Un porte positif, le porte négatif et est également utilisé pour la masse.  Meilleur pour les câbles courts trouvés dans des environnements à faible bruit.

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 Taille du buffer FIFO

 Les périphériques NI DAQ peuvent stocker des données dans un FIFO intégré lors de l’exécution de tâches d’entrée analogique ou de sortie analogique.

• • Pour les tâches d’entrée, ce FIFO est utilisé pour buffériser les données avant que le driver logiciel NI-DAQmx transfère les données vers un emplacement pré-alloué dans la RAM appelé buffer PC.
    
  • Pour les tâches de sortie, les données qu’un utilisateur demande à générer peuvent être bufférisées dans une combinaison du FIFO et du buffer PC.

Les périphériques dotés de voies d’entrée et de sortie auront un FIFO dédié pour chaque sous-système. Cependant, le FIFO est partagé sur toutes les voies au sein de ce FIFO. Pour l’entrée analogique, NI-DAQmx implémente des mécanismes de transfert de données pour garantir que les données stockées dans le FIFO sont transférées vers le buffer PC suffisamment rapidement pour que le FIFO intégré ne soit pas dépassé. Pour la sortie analogique, NI-DAQmx implémente des mécanismes de transfert de données pour garantir que les données du buffer PC sont transférées au FIFO intégré suffisamment rapidement pour que le FIFO ne soit pas sous-exploité. Pour la sortie analogique, il existe des propriétés sélectionnables par l’utilisateur pour spécifier s’il faut ou non utiliser le buffer PC, et pour régénérer un waveform unique à partir du FIFO intégré.

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Platitude

Les signaux dans une bande passante ont un gain ou une atténuation dépendant de la fréquence. La faible variation du gain par rapport à une fréquence de référence est appelée planéité de la bande passante.

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Réponse en fréquence (amplitude et phase)

Lorsqu'un balayage de fréquence est effectué sur l'entrée analogique d'un module, l'amplitude et la phase du signal mesuré changent en fonction des caractéristiques du filtre du module.  Ces données sont généralement représentées dans un graphe déroulant ou une table de valeurs de fréquence.

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Précision de l'amplitude/précision du gain

Erreur de gain inhérente à l’amplificateur d’instrumentation et connue pour exister après un auto-étalonnage.

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Impédance d’entrée

L’impédance d’entrée est une mesure de la façon dont le circuit d’entrée empêche le courant de traverser vers la masse d’entrée analogique. Pour un C A/N idéal, cette valeur doit être infinie, ce qui signifie qu’aucun courant ne circulera de l’entrée à la masse, mais en pratique, ce n’est pas possible. L’implication d’une certaine impédance d’entrée finie est que le C A/N aura un certain degré de charge sur un circuit, en particulier ceux d’une impédance de sortie élevée. Il est typique que les capteurs aient une faible impédance de sortie.

          Exemple :

Le NI PXIe-4309 a une impédance d’entrée de Zin > 10 G Ω. En prenant le pire scénario d’impédance d’entrée la plus basse, vous pouvez visualiser une mesure asymétrique comme le circuit simplifié suivant, en supposant un capteur avec une impédance de sortie Zout = 150 Ω.

            

La combinaison en série de la sortie du capteur et de l’entrée du périphérique DAQ signifie que la tension sera divisée entre les deux valeurs d’impédance, l’impédance la plus grande supportant la majeure partie de la tension. Cela signifie que si la sensibilité de ce capteur est de 20 °C/V et mesure 100 °C (sortie 5 V), alors la tension mesurée par le dispositif DAQ sera la tension de sortie multipliée par le rapport de l’impédance d’entrée à la somme de l’impédance d’entrée DAQ et de sortie du capteur :

      

Cette différence de mesure de 75 nV correspond à une erreur de mesure de 1,5 °C presque négligeable due à l’impédance.
Pour illustrer un exemple où l’impédance d’entrée devient une spécification importante, prenons le cas hypothétique où un capteur a une impédance de sortie extrêmement élevée, telle que 5 GΩ. La connexion du périphérique DAQ à un capteur avec cette impédance de sortie extrêmement élevée provoque une sortie nominale de 5 V du capteur à 3,333 V, ou une erreur de mesure hypothétique de 33,34 °C.

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Bruit en entrée

          Bruit système supplémentaire généré par le frontal analogique, mesuré en mettant à la masse la voie d’entrée.

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Isolation

 L'isolation est le moyen de séparer physiquement et électriquement deux parties d'un périphérique. Il protège les circuits informatiques et les opérateurs humains, brise les boucles de masse et améliore la tension de mode commun et la réjection du bruit.

          Voie à voie

Chaque voie est isolée de chaque autre voie et des autres composants non isolés.  La figure ci-dessous représente l'isolation entre les voies. Va,b, Vc,d, Ve,f et Vg,h se trouvent tous sur des bus distincts et sont isolés les uns des autres.

          Voie-vers-terre

Les voies du périphérique et la masse du périphérique sont isolées électriquement les unes des autres.  L'isolation entre les voies et la terre est représentée à la figure 1. Les tensions de l'extrémité frontale isolée (Va-c ) sont sur le même bus ; ces tensions ne sont pas isolées les unes des autres. Ve,d se trouvent sur un bus séparé et sont isolés de l'extrémité avant.

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Correspondance voie à voie

Incompatibilité de gain entre voies

L'incompatibilité de gain voie à voie définit la différence de gain sur une voie donnée par rapport à une voie de référence. Elle est spécifiée en fonction de la fréquence en entrée.

Incompatibilité de phase entre voies

L'incompatibilité de phase voie à voie définit la différence de phase sur une voie donnée par rapport à une voie de référence. Il est spécifié en fonction de la gamme de mesure et de la fréquence du signal en entrée de la mesure

Exemple

Le NI 4302 dans la gamme 10 V spécifie une différence de gain voie à voie d'aileron * 0,035°/kHz maximum. Par exemple, si la fréquence du signal en entrée est de 2 kHz, la différence de phase maximale sur une voie par rapport à toute autre voie du module est de 0,07°.

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Offset (CC résiduel)

Erreur d’offset inhérente à l’amplificateur d’instrumentation et connue pour exister après un auto-étalonnage.

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Protection contre les surtensions

Le circuit d’entrée analogique a des diodes de protection en place qui déclencheront une tension élevée d’endommager les composants les plus critiques du périphérique, tels que le PGIA ou le C A/N.

• • Lorsque le périphérique est allumé, ces diodes sont polarisées à une tension positive et négative, ce qui signifie qu’une tension supérieure à la somme de la polarisation et de la tension inverse doit être présente avant que ces diodes ne soient surchargées et puissent être endommagées.
  • Lorsque le périphérique est éteint, la tension de polarisation est supprimée, de sorte que la tension nécessaire pour inverser les diodes est inférieure, ce qui rend le périphérique plus susceptible d’être endommagé.

Lorsqu’il est dans un état de surtension, la quantité maximale de courant qu’un périphérique peut absorber est spécifiée par le courant d’entrée pendant la condition de surtension.

Exemple :

Le NI PXIe-4480 a une protection jusqu’à ± 30 V pour deux broches d’entrée analogique positive. Si plus de deux broches d’entrée analogique subissent une surtension supérieure à ± 30 V, le périphérique peut être endommagé. Lorsque le périphérique est éteint, le niveau de protection est inférieur à ± 15 V.

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Linéarité de phase

Idéalement, dans un système à phase linéaire, la phase et la fréquence du signal ont une relation linéaire. Cela signifie que les signaux en entrée de toutes les fréquences ont le même délai dans le système. La non-linéarité de phase est une expression de la mesure dans laquelle la fonction phase-fréquence s'écarte de l'idéal.

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gamme

Pour l’entrée analogique, il s’agit de la valeur positive et négative maximale qui peut être mesurée avec une précision garantie. Pour la sortie analogique, il s’agit de la valeur maximale positive ou négative pouvant être générée. Certains périphériques ont plusieurs plages d’entrée ou de sortie qui peuvent être utilisées pour fournir une résolution plus élevée à des signaux de niveau inférieur.

          Exemple :

               Le NI PXIe-4300 a quatre gammes de tension d'entrée : ±1 V, ±2 V, ±5 V et ±10 V.

          Mode commun

Généralement fournie comme voie-terre, c'est la mesure de la distance que le signal différentiel peut s'éloigner de la terre tout en fournissant des mesures correctes.

          Tension de fonctionnement maximale

La tension de fonctionnement maximale est déterminée en prenant la tension du signal et en y ajoutant la tension commune.  Dans la plupart des cas où cela est spécifié, la tension de fonctionnement maximale variera en fonction de la gamme de signaux actuellement utilisée.

          Signal

La gamme du signal spécifie les valeurs maximale et minimale qui ont été configurées pour être gérées par le C A/N.  Ceci est une propriété sélectionnable par l'utilisateur lors de la configuration de tâches DAQmx.  Si vous fournissez une gamme trop petite, le signal sera écrêté aux valeurs maximale et minimale, tandis que si vous fournissez une gamme trop grande, la résolution de la mesure sera moins bonne.

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Sensibilité

 Spécification utile lors de la mesure de thermocouples, la sensibilité définit en fonction du mode de cadencement quel est le plus petit changement de température qui peut être enregistré par le périphérique.  Cette spécification n'est actuellement utilisée que sur le PXIe-4353.

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Stabilité

 Cette spécification couvre comment une variété de spécifications peuvent changer en fonction du temps ou de la température.  Par conséquent, cette spécification modifiera généralement d’autres spécifications en fonction d’une différence de température ou d’un temps écoulé depuis le dernier étalonnage.

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Fréquences d'échantillonnage

gamme

Gamme de fréquence d'échantillonnage spécifie les valeurs disponibles pour la fréquence à laquelle un C A/N convertit les données de valeurs analogiques en valeurs numériques. Certains périphériques n’ont qu’un seul C A/N, donc la fréquence d’échantillonnage est partagée entre les voies tandis que d’autres périphériques ont un C A/N dédié par voie. La fréquence d’échantillonnage est mesurée en échantillons par seconde (S/s) ou en échantillons par seconde par voie (S/s/voie) lors de l’acquisition à partir de plusieurs voies.

• • • Maximum de voie unique : pour une fréquence d’échantillonnage partagée sur plusieurs voies, une seule voie peut acquérir des données à un taux plus élevé que celui autorisé lors du partage
      
    • Maximum multivoies : pour un périphérique qui partage la fréquence d’échantillonnage entre les voies, il s’agit de la vitesse maximale à laquelle toutes les voies combinées peuvent acquérir des données
      
    • Minimum : la vitesse minimale à laquelle les données peuvent être acquises

          Résolution

Les fréquences de mise à jour et d’échantillonnage pour les tâches d’entrée et de sortie analogiques sont limitées à des valeurs discrètes lors de l’utilisation d’un moteur de cadencement intégré. La différence de périodes d’horloge entre deux débits adjacents est connue sous le nom de résolution de cadencement. NI-DAQmx contraindra une fréquence sélectionnée jusqu’à la prochaine fréquence disponible s’il ne peut pas générer la fréquence exacte spécifiée par l’utilisateur.

               Exemple :

Le NI PXIe-4300 a une résolution de cadencement spécifiée de 10 ns. Cela signifie qu’il peut générer ou acquérir des données à des multiples entiers de 10 ns. Par exemple, 32 000,00 Hz et 32 010,2432… Hz sont deux fréquences adjacentes, car leurs périodes d’horloge sont respectivement de 31,250 μs et 31,240 μs. Pour trouver la prochaine fréquence disponible, ajoutez ou soustrayez la résolution de cadencement à une période d’horloge connue.

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Densité de bruit spectrale

Bien qu'elle puisse être montrée de 2 méthodes différentes, cette spécification est la représentation du bruit dans la gamme spectrale du périphérique. Il peut être montré soit en fonction de la fréquence de courant mesurée, soit en fonction de la gamme de courant du module.  Cette spécification est généralement exprimée en volts par racine carrée Hertz.

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Gamme dynamique sans bruit (SFDR)

La gamme dynamique sans bruit est la gamme dynamique utilisable avant que le bruit parasite n’interfère ou ne déforme le signal fondamental. Les circuits d’entrée analogique et de sortie analogique ont tous deux des non-linéarités qui entraînent une distorsion harmonique. La SFDR est facilement observable dans le domaine fréquentiel comme :

Exemple :

Le PXIe-4339 a un SFDR d’environ 100 dB. En prenant le graphique ci-dessous à titre d’exemple, si le signal fondamental était appliqué à 0 dB, le parasite suivant le plus élevé se produirait à 100 dB plus bas : fournissant une gamme dynamique utilisable sans interférence parasite.

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Distorsion harmonique totale

En raison des non-linéarités inhérentes aux composants C A/N et C N/A, des fréquences harmoniques apparaîtront dans les signaux mesurés ou générés. Le rapport de la somme des puissances de ces harmoniques à la puissance du fondamental est connu sous le nom de distorsion harmonique totale.

          Exemple :

Le PXIe-4480 a une DHT spécifiée de -100 dB lorsque fé = 51,2 kéch./s. Cela signifie que pour un signal de test donné, dans ce cas un signal sinusoïdal de 10 kHz à pleine échelle, l'amplitude du signal attribuée à la distorsion harmonique est inférieure à 0,001 %. Inversement, plus de 99,999 % de l’amplitude mesurée peut être attribuée au ton fondamental ou au signal d’intérêt.

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Fréquence de coupure

La fréquence de coupure est le point du domaine fréquentiel auquel une atténuation est observée dans le signal.  Cela peut être fourni à la fois comme le point –3 dB (où le signal est à 50% de sa puissance d'origine, ou au point –0.1 dB (le point signifiant la sortie de la bande passante).

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Gamme dynamique

La gamme dynamique d'un périphérique est le rapport des signaux les plus grands et les plus petits qui peuvent être mesurés par circuit, normalement exprimé en dB.  

                                  Gamme dynamique en dB = 20 * log10( Vmax / Vmin )

Dans la plupart des cas, l'entrée pleine échelle d'un périphérique est le plus grand signal qui peut être mesuré et le bruit de l'entrée de voie inactive détermine le plus petit signal qui peut être mesuré.  Les périphériques DSA National Instruments spécifient la gamme dynamique, le bruit de voie de repos et la densité de bruit spectral, qui peuvent tous être utilisés pour calculer la gamme dynamique.  Le moyen le plus simple de mesurer la gamme dynamique de votre périphérique est de prendre une mesure de bruit de voie inactive et de convertir cette mesure en dB à pleine échelle, comme décrit dans Measure the Dynamic Range of My Data Acquisition Device.

La gamme dynamique est une quantité très importante à prendre en compte lors du choix d’un périphérique DSA.  Souvent, les applications DSA nécessitent l'utilisation de microphones et d'accéléromètres - des capteurs qui ont de très grandes gammes dynamiques.  Choisir un appareil de mesure approprié vous permettra de tirer parti de ces capteurs et de la plénitude de leur gamme.

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Bruit de voie inactive

Le bruit de voie de repos est une mesure du bruit de fond d'un module.  Il peut être calculé pour votre module par les étapes suivantes :

1. 1. Terminer une voie d'entrée ou fournir un ton de –60 dB
      
   2. Calculer l'offset à partir de la moyenne de la voie terminée
      
   3. Convertir l'offset en Veff pour déterminer le bruit

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Intermodulation Distorsion

IMD est une autre mesure de distorsion due à la non-linéarité du module. IMD est souvent utilisé pour mesurer la distorsion d’un module proche de la limite de fréquence haute du module ou du système de mesure. Si l'entrée du module est un signal multiton, la non-linéarité présente dans le module provoquerait un mélange des tons et créerait de nouveaux tons indésirables dans le spectre. Le niveau de ces nouveaux signaux est défini par IMD.

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Distorsion harmonique totale + bruit (DHT+N)

Cette spécification est la même que la DHT mais inclut le bruit.  Vous pouvez considérer la DHT+N comme la distorsion totale du signal due aux signaux harmoniques et au bruit.
DHT + N = √(∑Puissance (harmoniques) + ∑Puissance (bruit)) / √Puissance (fondamentale))

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Basage C A/N intermodule

 Ceci est la mesure de la différence de temps max entre deux signaux identiques mesurés sur différents C A/N du même module.  Cette spécification reste également valide pour d'autres modules du même châssis lors de l'utilisation de la synchronisation d'horloge de référence et peut être déterminée pour les modules d'autres châssis en ajoutant le décalage de potentiel de distribution d'horloge PXI.

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Précision absolue AI

La précision fait référence à la proximité de la valeur correcte d’une mesure. La précision absolue à pleine échelle est une précision théorique calculée en supposant que la valeur mesurée est la tension maximale prise en charge dans une plage donnée. La précision d’une mesure varie en fonction de l’évolution de la mesure, afin de pouvoir faire une comparaison entre les périphériques, la précision à pleine échelle est utilisée. Veuillez noter que la précision absolue à pleine échelle formule des hypothèses sur les variables d’environnement, telles qu’une température de fonctionnement à 25 °C, qui peuvent être différentes dans la pratique.

• • • Plage nominale positive à pleine échelle : la valeur positive maximale idéale qui peut être mesurée dans une plage particulière
      
    • Plage nominale négative à pleine échelle : la valeur négative maximale idéale qui peut être mesurée dans une plage particulière
      
    • Erreur de gain résiduel : erreur de gain inhérente à l’amplificateur d’instrumentation et connue pour exister après un auto-étalonnage
      
    • Coefficient de température (Tempco) de gain : le coefficient de température qui décrit comment la température affecte le gain de l’amplificateur par rapport à la température lors du dernier auto-étalonnage
      
    • Erreur d’offset résiduel : erreur d’offset inhérente à l’amplificateur d’instrumentation et connue pour exister après un auto-étalonnage
      
    • Tempco de référence : le coefficient de température qui décrit la précision d’une mesure à une température spécifique par rapport à la température lors du dernier étalonnage externe
      
    • Erreur INL (résolution de précision relative) : écart maximal entre la sortie de tension d’un C A/N et la sortie idéale ; erreur pouvant être considérée comme le pire cas de non-linéarité différentielle (DNL). Voir aussi : DNL
      
    • Tempo d’offset : le coefficient de température qui décrit comment la température affecte l’offset dans une conversion C A/N par rapport à la température lors du dernier auto-étalonnage
      
    • Bruit aléatoire/système : bruit système supplémentaire généré par le frontal analogique, mesuré en mettant à la masse la voie d’entrée

          Exemple

Le NI PXIe-4300 a une plage de ± 1,0 V. La précision absolue à pleine échelle est calculée en supposant que le signal mesuré est de 1,0 V. La précision absolue à pleine échelle pour la plage de ± 1,0 V est de 575 μV.
Voir aussi
Comment calculer la précision absolue ou la précision d’un système ?

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Mode de cadencement C A/N

          Haute résolution

Présent sur les modules d'entrée de température SC Express, ce mode de cadencement ralentit la fréquence d'échantillonnage du périphérique pour améliorer les performances, grâce à un processus appelé mise en forme du bruit.  Ce processus augmente considérablement le temps de conversion C A/N du périphérique.  Ce mode est activé par défaut.

         Haute vitesse

Présent sur les modules d'entrée de température SC Express, ce mode de cadencement accélère la fréquence d'échantillonnage du périphérique jusqu'à la fréquence d'échantillonnage maximale supportée pour le périphérique, tout en sacrifiant les performances.  Ce processus réduit considérablement le temps de conversion C A/N du périphérique.

          Temps de conversion C A/N

Le Temps de conversion du C A/N est le temps nécessaire au C A/N pour fournir des échantillons du flux de données en entrée.  Utilisé comme spécification de description avec les modes de cadencement C A/N.

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Complément de pont

Le complément de pont fait référence aux options fournies à l’utilisateur en termes de connexion des capteurs à pont de Wheatstone, généralement utilisés pour mesurer la déformation, au module. Les modes de réalisation de pont sélectionnables par logiciel sont le pont complet, le demi-pont et le quart de pont (ces options peuvent ne pas être disponibles sur tous les périphériques).

Voir aussi

Capteurs à pont

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Résistance de pont

Ceci spécifie les valeurs de résistance de pont que le module a été conçu pour gérer.  Sur les périphériques SC Express, ces valeurs sont généralement : 120, 350 et 1000 Ohms.

Voir aussi

Capteurs à pont

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Étalonnage par shunt

L'étalonnage par shunt est une méthode d'étalonnage des Circuits à pont où une résistance est placée en parallèle avec l'une des branches du pont, conduisant le capteur à une valeur connue.  Cela vous permettra de savoir quelle est la sortie pleine échelle du transducteur.

Type

Ceci spécifie comment l'étalonnage par shunt est effectué sur le périphérique sélectionné.

Résistance

Spécifie où et quelle résistance est utilisée pour terminer l'étalonnage par shunt.

Résistance de commutation

Ceci est une mesure à travers le commutateur qui est activée lors de l'activation de l'étalonnage par shunt.

Stabilité

Ceci mesure dans quelle mesure la valeur de la résistance de shunt peut varier en fonction de la température de fonctionnement actuelle du module.

Tolérance

Il s’agit d’une mesure de la variation acceptable de la résistance de shunt embarquée.

Valeur

C'est la résistance utilisée pour l'étalonnage par shunt.

Emplacement

Cela permet de savoir où se trouve la résistance de shunt sur le périphérique, par rapport au pont actif actuel.

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Correspondance voie à voie

La correspondance voie à voie consiste à savoir si le même signal est fourni à plusieurs voies du périphérique, dans quelle mesure ce signal peut varier en Gain et Phase entre les voies.

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Protection contre les défaillances

Il s’agit de la tension que le module peut supporter entre deux broches du périphérique sans être endommagé.  Cette spécification peut être donnée pour l'état "On" du périphérique ou l'état "On ou Off".

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Filtrage

Sur de nombreux périphériques SC Express, un filtrage a été ajouté au périphérique afin de fournir un signal plus propre.  Lorsqu'il est spécifié, le document fournira des informations sur l'emplacement du filtre dans le domaine fréquentiel et la manière dont le filtre a été implémenté.

Passe-bas

Spécifie où se termine la bande passante dans le domaine fréquentiel.  Sur les périphériques SC Express, il s’agit d’une fonctionnalité sélectionnable par l’utilisateur, donc les différentes options sélectionnables seront données ici.

Tolérance de fréquence de coupure

Ceci est une mesure de la précision de la valeur sélectionnée pour le filtre passe-bas.  Cette valeur est généralement +/- 5 %.

type de filtre

Ceci spécifie quel type de filtre est utilisé pour créer le filtre passe-bas.  Le filtre implémenté sera typiquement un filtre de Butterworth ou un filtre elliptique.

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Courant de polarisation d’entrée

Une conséquence d’avoir une impédance d’entrée finie est que le périphérique nécessite une petite quantité de courant pour pouvoir détecter un signal. Théoriquement, cette valeur devrait être de 0 A, mais en pratique ce n’est pas possible.

Exemple

Le NI PXIe-4300 a un courant de polarisation d’entrée de ± 6 nA. Cela signifie que tout capteur mesuré par le NI PXIe-4300 doit pouvoir fournir au moins autant de courant sur toute sa plage de sortie de tension afin d’être correctement numérisé.

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Précision du cadencement

Lors de la génération d’un signal d’horloge sur un périphérique NI DAQ pour les signaux de cadencement, la fréquence réelle générée sera dans la précision de cadencement. Cette spécification est dérivée de la précision globale de l’oscillateur à quartz embarqué. La précision de cadencement est généralement mesurée en parties par million (ppm). Pour convertir cette valeur de précision en Hz, multipliez par la valeur de précision divisée par 1 million. La fréquence de l’horloge ne devrait pas changer radicalement d’un cycle à l’autre.

       Exemple

Le PXIe-4300 a une précision de cadencement de 50 ppm. Pour une tâche de sortie analogique avec une fréquence de mise à jour de 1 000 S/s, l’horloge d’échantillonnage fonctionnera à 1 000 Hz ± 50 ppm. En Hz, cela se traduit par :

   

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Hachage

Le hachage est une fonctionnalité qui peut être utilisée pour supprimer les tensions d’offset de chemin du signal et réduire le bruit. Les performances de mesure améliorées sont obtenues en mesurant le signal deux fois, une fois normalement (V0) et une fois avec les entrées inversées (V1). La moyenne de ces mesures est ensuite effectuée par le périphérique pour créer un échantillon. Un diagramme matériel est fourni dans l'image ci-dessous.

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Mode de câblage

          Précision CSF

Le thermocouple lui-même repose sur le principe qu'un potentiel électrique existe à la jonction de deux métaux différents. Le CSF devient nécessaire car la jonction entre chaque extrémité du thermocouple et votre système de mesure (bloc de connexion, bloc de connexion) ajoute également une différence de potentiel à la tension du thermocouple. Ceci est compensé en utilisant un capteur CSF embarqué pour mesurer la température entre le thermocouple et le système de mesure. La précision du capteur CSF est la spécification de précision du capteur CSF uniquement.

 

DNL

 Résolution du convertisseur analogique (C N/A) pour calculer la taille d'incrément) et la valeur réelle en sortie (généralement mesurée en LSB). Dans un C N/A idéal, DNL serait 0 LSB.

Exemple

Le NI PXIe-4322 a un DNL de ±1 LSB, ce qui signifie que pour toute valeur émise par C N/A, la valeur réelle peut être à ±1 LSB de la valeur programmée. Par exemple, si l’utilisateur programme C N/A pour fournir une valeur de 1 V sur la plage ± 5 V, la sortie (sans les effets de précision) peut varier de :

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INL

L’INL est l’effet composé de DNL, la spécification INL est donc souvent utilisée dans les calculs de précision. Pour le NI PXIe-4322, la spécification INL dans le tableau de précision est de 64 ppm, ou 4 LSB, de la plage utilisée.

 

Temps de stabilisation

Combien de temps faudra-t-il pour que le signal en sortie reste dans la valeur spécifiée, qui est spécifiée par Bits de poids faible (LSB). Cette durée variera à mesure que la charge changera, car le temps représenté ici est directement lié à la constante de temps du circuit.

 

• Spécifications expliquées : DAQ d’E/S NI multifonctions (MIO)
• Spécifications expliquées : Châssis et contrôleurs cDAQ et cRIO
• Spécifications expliquées : Oscilloscopes et numériseurs NI
• Spécifications expliquées : E/S reconfigurables multifonctions NI (série R)
• Spécifications expliquées : Modules de la Série C