仕様の説明:Cシリーズモジュール
概要
NI Cシリーズモジュールの仕様書には、ご使用のアプリケーションに最適なモジュールを選択または決定するために必要な技術的な詳細が記載されています。また、システム開発時の性能検証の参考資料としても使用できます。このドキュメントでは、各仕様の重要性と関連性をわかりやすくするため、使用する用語の定義を用語集形式で示します。
アプリケーションの使用および詳細については、NI製品ドキュメントページで必要な情報またはユーザマニュアルを検索してください。
内容
概要
このガイドは、ほとんどのNI仕様書と同じセクションに分かれています。以下の用語と定義はアルファベット順に記載されており、仕様書では異なる順序で記載されている場合があります。このガイドは、Cシリーズモジュールにのみ適用されます。それ以外のNI製品ファミリ (マルチファンクションDAQ 60xx、61xx、62xx、63xx Cシリーズモジュール (旧B、E、S、M、Xシリーズ)、マルチファンクションRIO 78xx Rシリーズ、デジタルマルチメータ、スコープ/デジタイザ、およびその他の計測器) では、仕様を取得する際に異なる用語や方法を使用している場合があります。したがって、cDAQおよびcRIOファミリ以外のデバイスでは、このガイドをリファレンスとして使用しないでください。CシリーズモジュールはcDAQおよびcRIOシャーシおよびコントローラと併用されますが、その仕様はこのガイドに記載されていません。
このガイドでは、いくつかのモジュールをリファレンスとして使用します。これらの仕様に従うには、ni.com/manualsから各モジュールのデータシートを参照してください。
仕様の用語について
さまざまな仕様間でカテゴリの違いがあることに注意してください。NIでは、テストおよび測定用計測器の機能および性能を「仕様」、「標準仕様」、および「特性」または「補足仕様」として定義しています。保証または標準仕様の詳細については、モジュールのデータシートを参照してください。
- 「仕様」は推奨キャリブレーション間隔内において、記載された動作条件下で保証される計測器の性能を示します。
- 「標準仕様」は推奨キャリブレーション間隔内において、記載された動作条件下で大多数の計測器が満たす仕様を示します。標準仕様は保証されている値ではありません。
- 「特性」または「補足仕様」は、設計または開発中に特定された計測器の基本的機能および属性を示し、検証または調整中に評価されたものではありません。これには、前述の定義に含まれていない、計測器の標準的な使用に関する情報が記載されています。
モジュールまたはバックプレーンにより決定
Cシリーズシステムの仕様には、モジュールによって指定されているものとバックプレーンによって指定されているものがあります。一部の仕様はシステム構成によっても異なります。
通常、cDAQシャーシまたはコントローラは、モジュールとホストコンピュータまたはオンボードコントローラ間でタイミング、トリガ、カウンタ、およびデータ転送を行います。cRIOコントローラには、高速制御、カスタムタイミングおよびトリガ用のリアルタイムプロセッサと再構成可能FPGAが搭載されています。
両タイプのバックプレーンは、入力、出力、またはその他の機能にバックプレーンが提供するタイミングと制御を使用するCシリーズモジュールと直接インタフェースします。モジュールは独自の集録と生成を行い、そのデータをシャーシに送信し、シャーシがデータをユーザに転送します。一部のモジュールには、独自の信号調節機能もあります。
すべてのcDAQシャーシまたはコントローラおよびcRIOコントローラには、独自の安全保証、所要電力、およびその他の仕様があります。このドキュメントに記載されていない仕様については、シャーシまたはコントローラのデータシートまたは仕様書を参照してください。
アナログサブシステムの仕様
アナログ入力
ADC分解能
分解能は、理論上、モジュールまたはセンサが検出できる入力信号の変化の最小単位です。アナログ信号を表すのに使用されるビット数によってADCの分解能が決定します。
サンプル
NI 9209は、±10 Vレンジの24ビットモジュールで、検出可能な最小振幅変化は1.19 µVです。
関連トピック
ノイズ、待機チャンネルノイズ、入力ノイズ、または二乗平均平方根（RMS）ノイズ
エイリアスフリー帯域幅
定義されたエイリアスフリー帯域幅にみられる信号は、より高い周波数成分から得られたエイリアス成分を含みません。
サンプル
NI 9250は、エイリアスフリー帯域幅を0.5 * fsと指定しています。これは、DCカプリングモードが選択されている場合、102.4 kS/sのfsではエイリアスフリー帯域幅が0 Hz～51.2 kHzであることを意味します。
関連トピック
ブリッジ構成
ブリッジ構成とは、通常歪みの測定に使用されるホイートストーンブリッジセンサをモジュールに接続する場合にユーザに提供されるオプションです。ソフトウェアで選択可能なブリッジ構成モードは、フルブリッジ、ハーフブリッジ、クォータブリッジです。
サンプル
NI 9237は、3つのブリッジ構成モードすべてをサポートしています。
さらに、NI 9237ではハーフおよびフルブリッジ構成を内部として指定しています。つまり、ブリッジを構成するモジュールの内部には抵抗があるため、ハーフブリッジおよびフルブリッジセンサはモジュールに直接接続できます。
NI 9237では、クォータブリッジ構成も外部として指定されています。つまり、外部抵抗またはNI 9944またはNI 9945などのクォータブリッジ構成デバイスと、モジュールに接続してブリッジを構成する必要があります。
関連トピック
コモンモード除去比 (CMRR)
アンプの正と負の入力で同じ信号が観測される場合、CMRRは、この信号のうちどの程度が最終出力から拒否されるかを指定します（通常はdBで測定）。理想的なアンプではコモンモード信号の100%が除去されますが、これは実装では達成できません。
サンプル
NI 9205のCMRRはDCから最大60 Hzまで100 dBです。つまり、コモンモード電圧が100,000倍まで減衰します。たとえば、測定される信号が5 Vpkの正弦波で、チャンネルとアース間のオフセットまたは共通電圧が5 VDCである場合、最終出力では5 VDC入力が50 µVまで拒否または減衰されます。CMRRは確度の導出の際は含まれません。測定される信号にコモンモード電圧が含まれている場合は、別途考慮してください。
IEPE適合電圧
IEPEとは、内蔵の電荷アンプまたは電圧アンプに組み込まれたトランスデューサのタイプのことです。コンプライアンス電圧は、NI 9232およびNI 9234などのIEPEセンサをサポートするモジュールに適用されます。センサの励起電圧は、センサの測定範囲全体を利用するためにコンプライアンス電圧仕様以下である必要があります。つまり、IEPE回路が一定の供給を維持しながら処理できる最大の電圧降下です。IEPE回路の合計電圧降下は、
- センサによって生成された信号。
- センサが生成するバイアス電圧。
- 入力チャンネルから見たコモンモード電圧。
サンプル
NI 9250のIEPE適合電圧仕様は、最大19 Vです。以下の式を使用して、構成がIEPE適合電圧範囲を満たしていることを確認します。
(Vコモンモード + Vバイアス ± Vフルスケール) の値は0 V～19 Vであることが必要
ここで、
Vコモンモードは、NI 9250に印加されたコモンモード電圧です。
Vバイアスは、IEPEセンサのバイアス電圧
Vフルスケールは、IEPEセンサのフルスケール電圧
メモ: 一部のモジュールでは、コンプライアンス電圧を最小に指定します。仕様は、同じ方法で使用する必要があります。上記のコンプライアンス電圧式は、最小または最大に関係なく、0とIEPEコンプライアンス電圧の間の値である必要があります。
関連トピック
IEPE励起ノイズ
IEPE励起ノイズは、励起電流の二乗平均平方根（rms）電流ノイズです。励起ノイズは、ソース信号にノイズを追加して測定に影響を与える場合があります。
サンプル
NI 9232の励起ノイズ仕様は100 nArmsです。
関連トピック
入力バイアス電流
入力インピーダンスが有限であることの結果として、モジュールで信号を検出するためには少量の電流が必要になります。理論上、この値は0 Aでなければなりませんが、実際にはこれは不可能です。測定を読み取る際は、指定された値を考慮してください。
サンプル
NI 9224の入力バイアス電流は、+8 Vの入力電圧で6 uAです。ソースインピーダンスを流れる入力バイアス電流は、エラー電圧を生成します。たとえば、NI 9224を使用して測定されたソースの出力インピーダンスが1 kΩの場合、モジュールの読み取り値は8.006 Vとなり、これには+6 mVの誤差電圧が含まれます。
関連トピック
入力カプリング
NI 9234およびNI 9250などの一部のモジュールは、DCカプリングモードとACカプリングモードの両方をサポートしています。DCカプリングモードが選択されている場合、ソース信号のDCオフセットはすべてADCに渡されます。ACカプリングモードが選択されている場合、信号パスの入力でハイパスフィルタが有効になり、信号のほとんどのDC成分が除去されます。
サンプル
NI 9250では、DCカプリングとACカプリングの間でソフトウェアで入力カプリングを選択できます。ACフィルタには、0.43 Hzで3 dBポイントがあります。
関連トピック
入力遅延
入力遅延は、入力ピンから読み取り準備完了データまでのパス遅延の合計です。モジュールによっては、入力遅延がサンプリング周波数の関数として指定される場合もあれば、値として指定される場合もあります。
入力遅延仕様は、デルタシグマADCを搭載したモジュールにのみ適用されます。異なる入力遅延を持つモジュールをシステムに追加すると、それらのモジュール間で同期の問題が発生する可能性があります。これは、入力遅延が大きいモジュールと同期するために、入力遅延が小さいモジュールからの信号を遅延させるフィルタで補正できます。
サンプル
NI 9250の入力遅延は34/fs + 2.7 µsです。たとえば、サンプリングレートが102.4 kS/sに設定されている場合、入力遅延は334.73 µsになります。
NI 9224は、各タイミングモードの入力遅延を指定します。たとえば、高分解能では、入力遅延は199.290 msと指定されます。
メモ: 一部のCシリーズモジュールでは、入力遅延を混合分数表記で表示します。NI 9239はその例です。入力遅延は(40+5/512)/fs + 3.3µsです。
関連トピック
入力インピーダンス (アナログ)
入力インピーダンスは、モジュールの入力回路がアナログ入力グランドへの電流の流れをどれだけ妨げるかを示す尺度です。理想的なADCの場合、この値は無限でなければなりません（つまり、入力からグランドに電流が流れない）。しかし、実際にはこれは不可能です。入力インピーダンスが有限であることから、回路（特に出力インピーダンスが高い回路）に対して、ADCからある程度の負荷がかかります。センサの出力インピーダンスは低いのが一般的です。
サンプル
NI 9220の入力インピーダンスはZin >1 GΩです。入力インピーダンスが最も低いという最悪のシナリオでは、シングルエンド測定は出力インピーダンスを持つセンサを仮定すると、以下の簡略化された回路になります。
Zout = 150 Ω。
センサ出力インピーダンスとモジュール入力インピーダンスの直列の組み合わせにより、測定誤差が発生します。たとえば、信号ソースが5 Vの場合、モジュールで測定される実際の信号は以下のようになります。
したがって、750 nVの測定誤差が発生します。NI 9220を使用する場合、モジュールのゲイン誤差と比較して誤差は非常に小さいため、これは無視できます。ただし、ソースインピーダンスがたとえば10 MΩの場合、誤差は50 mVになります。したがって、これらの2つのソースからの測定誤差を把握できるように、ソースインピーダンスとモジュール入力インピーダンスについて把握しておくことが重要です。
関連トピック
入力レンジ
アナログ入力の場合、確度で測定できる正と負の最大値です。一部のモジュールには、ユーザが選択可能な複数の入力レンジがあり、低レベル信号でより高い分解能とより高い確度を提供するために使用できます。
サンプル
NI 9224の標準入力レンジは±10.54 Vです。これは、標準モジュールが正確に測定できる最大電圧です。
また、NI 9224は±10.4 Vの最小入力レンジも指定しています。これは、NI 9224の各ユニットが正確に測定することが保証されている最大電圧です。
関連トピック
瞬間測定レンジ
即時測定レンジは、モジュールが正確に読み取れる実際の入力レンジです。これらのモジュールはRMS電流を持つ正弦波入力信号と使用することを目的としているため、通常、この仕様には動作入力定格が付けられています。動作入力定格は、モジュールが連続的に正確に測定できる最大RMS電流です。正確な測定を保証するには、両方の仕様に準拠する必要があります。
サンプル
NI 9246の瞬時測定レンジは±30.6A以上であるため、最大±30.6Aの電流値を正確に測定できますが、これらの信号のRMS電流も±22Arms未満である必要があります。
関連トピック
最大動作電圧またはコモンモード電圧レンジ
最大動作電圧は、モジュールが任意のアナログ入力チャンネルで許容できる合計の電圧レベルを示します。この電圧を超えると他のチャンネルでのデータの有効性が問題になります。他のチャンネルでの確度を保証するため、測定する信号と、AI GNDを基準とするコモンモード電圧との組み合わせが、この最大動作電圧の仕様を超えてはなりません。最大動作電圧はモジュールの入力レンジに依存しません。
サンプル
以下では、コモンモードが2.5 VDCである10 Vpkのピーク正弦波を、最大動作電圧が±10.4 VのNI 9205で測定しています。
2つの信号の組み合わせは+12.5 Vでピークに達し、ここで最大動作電圧を超えます。最大動作電圧を超えると、他のマルチプレクスチャンネルでデータの有効性が危険にさらされます。これは、マルチプレクサの過剰な電荷が安定するまでの十分な時間がないためです。
関連トピック
ノーマルモード除去比（NMRR）、またはノイズ除去
NMRRは、アナログフロントエンドが特定の周波数で生成する除去です。デシベル（dB）で指定され、通常は50/60 Hzなどの電源周波数で使用されます。
サンプル
NI 9212は、モジュールを高分解能モードで使用する場合、50/60 Hzで74 dBのノイズ除去を規定しています。信号パスに100 µVrmsの50 Hz電源信号がカプリングされている場合、NI 9212は20 nVrmsに拒否します。
関連トピック
ノイズ、待機チャンネルノイズ、入力ノイズ、または二乗平均平方根（RMS）ノイズ
アナログフロントエンドによって別に生成されるシステムノイズ。入力チャンネルを接地して測定します。指定された値は、ボルトRMSまたはLSB RMSのRMSノイズです。ノイズ測定は、多数のサンプルを取得し、サンプルの標準偏差を取得することで行われます。アイドルチャンネルノイズは平均が0のガウス分布を持つ可能性が高いため、RMSノイズは1つの標準偏差に相当します。したがって、モジュールで集録されたサンプルの約66%のノイズ値はRMSノイズ値の範囲内になります。ノイズ仕様は、ノイズ値を下回ると検出されないため、デバイスの有効な分解能です。
サンプル
NI 9223は0.75 LSB rmsノイズを指定します。NI 9223の入力レンジは±10 Vで分解能は16ビットです。したがって、1 LSB (V) の値は305 µVとなり、ノイズ値は0.75 x 305 µV (229 µVrms) となります。
関連トピック
オーバーサンプリングレート
この用語は、デルタシグマADCを搭載したモジュールにのみ適用されます。 デルタシグマADCは、たとえば128倍など、特定の信号のナイキストレートに対し十分な倍数のサンプリングレートを使用します。たとえば、25 kHzの信号をサンプリングするには、ナイキストレート (50 kHz以上) より高いサンプリングレートで十分です。しかし、オーバーサンプリングレートが128であるデルタシグマADCは、ナイキストレートよりも大幅に高い周波数で信号をサンプリングします。この方法は、アンチエイリアス性や分解能の向上など、いくつかのメリットがあります。
オーバーサンプリングされたデータは、出力として使用可能になる前にADC内のデジタルフィルタによって処理されます。オーバーサンプリングされたデータがデジタルフィルタによって処理されるのにゼロ以外の時間がかかるため、出力データレートは常にオーバーサンプリングレートよりも低くなります。出力データレートは、オーバーサンプリングレートをADCデシメーション比で除算した値と等しくなります。
サンプル
NI 9218のオーバーサンプリングレートは64*fsです。fsはソフトウェアで選択された出力データレートです。
NI 9250のオーバーサンプリングレート（1024*fs、512*fs、256*fs、128*fs、64*fs、または32*fs）は、ソフトウェアで選択された出力データレートによって異なります。
関連トピック
オーバーサンプリングレート除去またはエイリアス除去
エイリアス除去は、モジュールのパスバンドにエイリアスバックする特定の周波数における除去量を指定します。エイリアス除去を理解するには、まずサンプリングされたシステムのエイリアスプロパティを理解する必要があります。ナイキスト定理は、周波数fの信号の周波数は、2f以上でサンプリングされていれば正確に測定できるというものです。2fで信号をサンプリングしてfを超える周波数を測定しようとすると、f未満の周波数で信号のエイリアスまたは偽の画像が作成されます。これらの誤った周波数は、ナイキスト周波数周辺の元の周波数のミラー画像として表示されます。
ここで、
R（サンプリングレート） = 100MS/s
fs（サンプリング中の信号） = 70 MHz
fN（サンプリングレートRに対するナイキスト周波数） = 50MHz
fa（エイリアス周波数） = 30 MHz
エイリアス信号の周波数は以下の式で求められます。
fa = |R*n-fs|
ここで、nはエイリアスされている信号に最も近いサンプリングレート (R) の整数倍です。
ソフトウェアで選択された最小出力レートで指定された場合のオーバーサンプリングレート除去は、デジタルフィルタによってエイリアスホールに現れる可能性のある信号の除去量に関する指針となります。
サンプル
NI 9250では、エイリアス除去 (オーバーサンプリングレート) をデータレート3.2768 MHzで100 dB (fs = 102.4 kS/s) と指定しています。データレートはオーバーサンプリングレートの整数倍であるため、オーバーサンプリングレートの信号は0 Hz～51.2 kHz（ナイキスト帯域）の間にエイリアスバックします。100 dBの除去では、この信号は100,000倍減衰します。
関連トピック
ナイキスト周波数を超えた周波数におけるエイリアスとサンプリング
過電圧保護、耐過電圧、または安全動作領域（SOA）
電圧モジュールの量は、破損する前に指定された時間、入力ピン間で耐えることができます。
サンプル
NI 9223の各チャンネルには±30 Vの過電圧保護があります。モジュールは、破損することなくピン間の最大電圧差30 Vに連続的に耐性があります。
NI 9244の過電圧耐性は、1000 Vrmsで1秒間、800 Vrmsで連続的に指定されています。したがって、1000 Vrmsの信号がモジュールに印加された場合、モジュールが破損するまで1秒間しか耐性が保証されません。モジュールに800 Vrmsの電圧が印加されている場合、モジュールはこれに連続的に耐性があることが保証されています。
一部のモジュールでは、耐過電圧は信号周波数の関数です。以下のチャートはNI 9775のSOAを示します。オレンジ色のトレースは、入力電圧および入力信号周波数の関数としてのモジュールの保護制限を示します。たとえば、入力信号周波数が5 MHzの場合、モジュールは最大30 Vpkまで保護されます。ただし、信号周波数が25 MHzの場合、モジュールは10 Vpkまでしか保護されません。
関連トピック
位相ミスマッチ (チャンネル間)
チャンネル間の位相不一致は、基準チャンネルを基準とする任意のチャンネルの位相差を定義します。入力周波数の関数として指定されます。
サンプル
NI 9250では、チャンネル間のゲインミスマッチ (最大フィン * 0.035°) が指定されています。ここで、フィンの単位はkHzです。たとえば、入力信号周波数が2 kHzの場合、モジュールの他のチャンネルに対する1つのチャンネルの最大位相差は0.07°です。
サンプルレート
サンプルレートは、ADCがデータをアナログ値からデジタル値に変換する頻度を示します。一部のモジュールには1つのADCしかないため、サンプリングレートはチャンネル間で共有またはマルチプレクスされます。これは、スキャンサンプリングモードとも呼ばれます。他のモジュールにはチャンネルごとに専用のADCがあります。これは同時サンプリングモードとも呼ばれます。サンプルレートは1秒あたりのサンプル数（サンプル/秒）で測定され、複数チャンネルから集録する場合はチャンネルごとの1秒あたりのサンプル数（サンプル/秒/チャンネル）で測定されます。
サンプル
NI 9205は、250 kS/sの全体サンプリングレートを指定しています。NI 9205はマルチプレクスモジュールで、ADCは1つしかないため、16個の差動チャンネルすべてで集録するように構成した場合、各チャンネルの最大サンプリングレートは15.625 kS/s（250/16）になります。
NI 9223は、1 MS/s/chのサンプリングレートを指定します。NI 9223は、各チャンネルが独立したADCを持つ同時入力モジュールであるため、各チャンネルのサンプリングレートは1 MS/sです。
耐サージ
モジュールが破損するまでの、特定の期間耐えうる突然の電圧。
サンプル
NI 9244は、8 kV (1.2 µs / 50 µs) の耐サージ電圧を指定しています。モジュールは、以下に示すサージ電圧波形でテストされています。ここで、Umは8 kVです。
関連トピック
トランスデューサ電子データシート (TEDS)
TEDSは、モジュールがアナログセンサからの信号を適切に使用するための重要な属性を提供するセンサのIEEE1451.4規格です。
サンプル
NI 9250は、IEEE 1451.4 TEDS Class 1をサポートしています。
関連トピック
アナログ出力
容量性駆動
モジュールの確度仕様を超える前にモジュールが駆動できるキャパシタンス。この値を超えると、出力信号の整合性が仕様に一致することが保証されなくなります。
サンプル
NI 9264の最大容量駆動仕様は1,500 pFです。
電流駆動（電圧用）
モジュールが出力できる最大電流量。モジュールが全出力レンジを維持しながら駆動できる負荷インピーダンスの量も定義します。通常、各チャンネルおよびモジュールごとの最大値として指定されます。この仕様を超えると、モジュールが出力レンジ全体を維持する能力が妨げられますが、モジュールは短絡保護を提供するため破損することはありません。NIシャーシは、すべてのスロットで同時に最大電流で駆動するモジュールをサポートしています。
サンプル
NI 9264の現在の駆動仕様は以下のとおりです。
モジュールが1つのチャンネルで出力を生成するように構成されている場合、その1つのチャンネルの電流駆動は±4 mAです。別の見方をすると、1つのチャンネルで±10 Vを出力するには、負荷抵抗が少なくとも
10 V / 4 mA = 2.5 kΩ
ただし、モジュールが複数チャンネルで出力するように構成されている場合、モジュールが駆動できる合計電流は±16 mAに制限されます。たとえば、モジュールが4つのチャンネルで電圧を出力するように構成されており、4つの各チャンネルの負荷が±4 mAの場合、±16 mAの最大電流をまだ超えていないため、モジュールは出力することができます。ただし、4チャンネルではなく5チャンネルの場合、モジュールの合計電流駆動が±16 mAを超えているため、モジュールはチャンネルあたり±4 mAの駆動を保証しません。
微分非線形 (DNL) / 積分非線形 (INL)
DNLは、デジタル-アナログ変換器（DAC）の理想的なステップサイズと、出力される実際の値（通常はLSBで測定）との差を指します。理想的なDACでは、DNL値は0 LSBです。INLはDNLの複合作用であるため、INLの仕様は確度計算でよく使用されます。
サンプル
NI 9264のDNLは最大±1 LSB、INLは最大±12 LSBです。つまり、DACから出力される値の場合、実際の値はプログラムされた値から±1 LSB離れている可能性があります。たとえば、ユーザが1 Vの値を出力するようにDACをプログラムした場合、出力 (確度の影響を除く) は次の範囲になります。
関連トピック
デジタル/アナログ変換器（DAC）分解能
デジタル値から変換するときのアナログ信号を表すビット数を指します。
サンプル
NI 9264のDAC分解能は16ビットで、±10 Vの出力レンジ内で2^16または65,536の離散値（各ステップは10 V / 65,536 = 305 µV）を出力できます。
関連トピック
Monotonicity（単調性）
単調性は、DAC符号が増加すると出力電圧も増加することを保証するものです。DNLが±1 LSBを超えない場合、モジュールは単調であることが保証されます。
サンプル
NI 9264のDNLは最大±1 LSBで、モジュールの単調性が保証されています。また、16ビットの単調性を指定します。これは、16ビットすべての間の遷移が単調であることを意味します。
関連トピック
最大負荷、電流の最大抵抗負荷
電流出力モジュールが所定の負荷抵抗に対して駆動できる最大負荷を定義します。この負荷を超えると、出力コンプライアンス電圧に達します。
サンプル
モジュールのコンプライアンス電圧は12 VDCであるため、NI 9265の出力電流の最大負荷は600 Ωです。モジュールの最大負荷駆動を定義するのは、コンプライアンス電圧と出力電流です。たとえば、必要な出力電流が10 mAしかない場合、モジュールは最大12 V / 10 mA = 1.2 kΩの負荷を駆動できます。
関連トピック
出力インピーダンス
出力インピーダンスとは、以下に示すように、アナログ出力チャンネルと実質的に直列につながったインピーダンスのことです。
出力インピーダンスが低いと、生成される電圧のうちアナログ出力の負荷全体で降下する量が増えます。必要な電圧確度が確実に達成されるように、出力インピーダンスを考慮することが重要です。
サンプル
NI 9264の出力インピーダンスは2Ωです。たとえば、接続されている負荷のインピーダンスが500Ωで、ユーザが指定した電圧が1 Vの場合、負荷にかかる実際の電圧は0.996 V、つまり4 mVとなり、想定よりも低くなります。この電圧では、モジュールからも1.99 mAの電流が流れます。
出力レンジ
モジュールで生成可能な正と負の最大値です。モジュールによっては、低レベルの信号でより高い分解能が得られるように、複数の出力レンジを使用できるものがあります。
サンプル
NI 9265は、出力レンジが0～20 mAの電流出力モジュールです。
NI 9264は、±10 Vの出力レンジを持つ電圧出力モジュールです。
関連トピック
整定時間
アナログ出力値が一定の精度内に安定するのにかかる時間。整定時間は負荷キャパシタンスに関連しています。負荷キャパシタンスの値が低いほど整定時間が短くなる可能性があります。
サンプル
NI 9264では、整定時間を以下のように指定しています。
ここで、整定時間は負荷キャパシタンスの100 pFに適用され、記載された時間は出力が1 LSB以内に整定するのにかかる時間です。そのため、出力が-10 V～10 Vの20 Vステップサイズでは、9.999695 Vに整定するのに20 µsかかります。1 Vステップサイズまたは0.1 Vステップサイズの場合は、整定にかかる時間は短くなります。
スルーレート
スルーレートは、与えられたモジュールのアナログ出力チャンネルの変化率を示します。通常はV/マイクロ秒で測定されます。出力の整定時間は、すでに計算に含まれているスルー時間で計算されます。高振幅高周波信号用のシステムを設計する際はスルーレートを考慮することが重要です。これは、振幅内の大きな振れが対象のモジュールのスルーレートを超える可能性があるためです。
サンプル
NI 9264のレートは4 V/µsです。これは、出力が-10 V～10 Vの間で切り替わる場合に生成される理論上の最高周波数が200 kHzであることを意味します。ただし、200 kHz信号を生成することは不可能です。これは、モジュールの出力データレートが25 kS/sしかないためです。ここで、スルーレートは出力周波数の制限ではなく、定格信号エッジの制限として見ることができます。
関連トピック
アップデートレート
アナログ出力では、アップデートレートはモジュールが出力を生成する頻度を指定します。ほとんどのNI Cシリーズモジュールは、アナログ出力チャンネルあたりDACを1つ備えていますが、アナログ出力データを格納するFIFOはすべて共有します。このFIFOからデータを読み取ってボード上の別のDACに転送できるレートが原因で、場合によっては、同じモジュールで複数のAOチャンネルを使用している場合にアップデートレートが制限されることがあります。アップデートレートは、単一のチャンネルから出力する場合は毎秒サンプル数（S/s）で測定され、複数のチャンネルから出力する場合はチャンネルあたりの毎秒サンプル数（S/s/ch）で測定されます。
サンプル
NI 9264の仕様に基づき、1チャンネルのみの出力に構成されている場合、モジュールの出力を更新するには3.1 µs以上の時間が必要です。複数チャンネルで出力するように構成すると、時間がかかります。
アナログ一般
確度ゲインとオフセット
確度とは、測定値の正しい値にどれだけ近いかを指します。フルスケールでの絶対確度とは、測定対象の値が指定した範囲でサポートされる最大電圧であると仮定して計算される理論上の確度のことです。測定の確度は測定の変化に応じて変わるため、モジュール間の比較が行えるように、フルスケールの確度が使用されます。フルスケールでの絶対確度では、動作温度を25℃とするなど、実際には異なる可能性がある環境変数に関して仮定を行うことに注意してください。
- 公称レンジの正のフルスケール―特定の範囲で測定できる理想的な最大の正の値。
- 公称レンジの負のフルスケール―特定の範囲で測定できる理想的な最大の負の値
- キャリブレーション後のゲイン誤差―計装用アンプに固有のゲイン誤差。セルフキャリブレーション後に存在することが知られています。
- ゲイン温度係数―温度が最後のセルフキャリブレーション時の温度と比較してアンプのゲインにどのように影響するかを表す温度係数
- キャリブレーション後のオフセット誤差―計装用アンプに固有のオフセット誤差。セルフキャリブレーション後に存在することが知られています。
- INL誤差（相対確度分解能）―ADCの電圧出力から理想的な出力までの最大偏差。最悪の場合のDNLと考えることができます。
- オフセット温度係数―温度が最後のセルフキャリブレーション時の温度と比較してADC変換のオフセットにどのように影響するかを表す温度係数
サンプル
NI 9223は、上記の表を確度セクションの下に公開しています。たとえば、モジュールがキャリブレーション済みデータを返すように構成されており、5 VDCが測定されている場合、全動作温度範囲での最大予測ゲイン誤差は±0.20% x 5 V = ±10 mVです。オフセット誤差は±0.10% x 10 V = ±10 mVであるため、5 V信号の測定時の不確定性の合計は5 V ±20 mVになります。
関連トピック
Crosstalk（クロストーク）
あるチャンネルの信号が隣接するチャンネルにどの程度結合される、つまり影響を与える可能性があるかを示す測定量を指します。クロストークは、あるワイヤまたはPCBトレースに振幅が変化する信号が存在し、そのワイヤまたはPCBトレースが物理的に近い別のワイヤまたはPCBトレースに存在する場合に、常に存在します。クロストークは、ゴースト、浮動、またはその他の予期しない電圧が発生することを指します。
サンプル
NI 9224の入力周波数は-125 dBです。たとえば、AI 0を10 Vpk、1 KHzの入力信号で駆動する場合、5.6 µVpk 1 kHz信号はAI 1にカプリングされます。
関連トピック
スプリアスフリーダイナミックレンジ (SFDR)
スプリアスフリーダイナミックレンジ (SFDR) とは、スプリアスノイズによって基本信号が干渉を受けたり歪んだりする前の使用可能なダイナミックレンジのことです。基本信号の振幅は、通常-1 dBFです。SFDRは、基本信号から最大高調波または非高調波関連スプリアスまでの振幅における比率です。スプリアスはDCから最大ナイキスト帯域幅 (サンプリングレートの半分）までとなります。スペクトラムアナライザ、またはフーリエ変換からのアナログ信号の周波数ビンのスプリアスです。
次の図は、SFDRの測定方法を示しています。
サンプル
NI 9250は、138 dBFの非高調波SFDRを規定しています。
関連トピック
IEPE励起電流
これは、モジュールがIEPEセンサに供給できる励起電流です。ソフトウェアでオンまたはオフにできます。
サンプル
NI 9232は、4.25 mAの標準励起電流を指定しています。
IEPE励起電圧
これは、IEPE回路が定電流供給を維持しながら処理できる電圧降下です。
サンプル
NI 9232は、ソフトウェアで有効または無効にできる最小22 VのIEPE励起電圧（コンプライアンス電圧）を指定しています。
関連トピック
フラットネス
パスバンド内の信号には、周波数によって異なるゲインや減衰があります。基準周波数に対するゲインの微細な変化はパスバンドフラットネスと呼ばれます。
サンプル
NI 9250では、DC～20 kHzの最大0.03 dBのフラットネスが指定されています。これは、DCおよび20 kHzの信号間の最大変動が最大0.03 dBであることを意味します。
関連トピック
位相ミスマッチ (チャンネル間)
チャンネル間の位相不一致は、基準チャンネルを基準とする任意のチャンネルの位相差を定義します。入力周波数の関数として指定されます。
サンプル
NI 9250では、チャンネル間のゲインミスマッチ (最大フィン * 0.035°) が指定されています。ここで、フィンの単位はkHzです。たとえば、入力信号周波数が2 kHzの場合、他のチャンネルに対する1つのチャンネルの最大位相差は0.07°です。
相互変調歪み（IMD）
IMDは、モジュールの非線形性による歪みのもう1つの尺度です。IMDは、モジュールまたは測定システムの高周波上限近辺に発生するモジュールの歪みを測定するのによく使用されます。モジュールへの入力がマルチトーン信号の場合、モジュールに存在する非線形性により、トーンが混合され、スペクトルに新規トーンが生成されます。これらの新規信号のレベルはIMDによって定義されます。
サンプル
NI 9250は、2つの規格でテストされた相互変調歪みを指定しています。-101 dB（SMTPE 60 Hz + 7 kHz）および-103 dB（CCIF 14 kHz + 15 kHz）です。
関連トピック
入力帯域幅
入力帯域幅は、-3 dB帯域幅とも呼ばれ、信号の振幅がDCでの信号の振幅より3 dB低い周波数です。-3dBは、業界標準で製品の入力帯域幅を指定しています。
サンプル
NI 9224は、1.3 kHzの入力帯域幅を指定します。モジュールへの入力が1 VDC信号の場合、モジュールは1 VDCを測定します。モジュールへの入力が周波数1.3 kHzの1 Vpk信号の場合、信号の振幅は0.707 Vpkになります。
関連トピック
LSB加重またはスケール係数
これは、符号単位のADC出力で乗算すると工学単位が得られるスケール係数です。このスケールは、未処理のADCコードで読み取る場合にのみ重要です。それ以外の場合は、コードから工学単位へのスケールはキャリブレーションモードで読み取る際に発生するため、無視できます。
サンプル
NI 9244は、118,911 nV/LSBのスケール係数を指定しています。これは、電圧997.5 Vpkで指定されたフルスケール入力に関連します。NI 9244を正のフルスケール入力で駆動する場合、ADCコードは8,388,608 (2^23) になります。モジュールは24ビットのうち1ビットを符号ビットとして使用する内部ソフトウェア操作を実行するため、ADCコードは24ではなく23の累乗になります。したがって、8,388,608 x 118,911 nV/LSB = 997.5 Vpkとなります。同様に、入力が負のフルスケールの場合、ADCコードは-8,388,608 x 118,911 nV/LSB = -997.5 Vpkとなります。
ゲインおよびオフセットドリフト
ゲインおよびオフセットドリフトは、ゲインおよびオフセット誤差が温度の関数として変化する量を定義します。多くの場合、1℃あたりの変化として指定されます。
サンプル
NI 9224のゲインドリフトは±17 ppm/℃、オフセットドリフトは21 µV/℃です。これは、一般的なボードでは、ゲイン誤差が摂氏1度につき17 ppm、オフセット誤差が摂氏1度につき21 µV変化することを意味します。ゲインドリフトは、標準仕様および±5℃のウィンドウ外にのみ適用されます。
関連トピック
非線形位相
理想的な線形位相システムでは、信号の位相と周波数は線形関係にあります。つまり、すべての周波数の入力信号には、システム全体で同じ遅延時間があります。位相非線形性とは、位相周波数関数が理想値から逸脱する範囲の表現です。
サンプル
NI 9239では、位相非線形は最大0.11°と指定されています。これは、理想的な線形周波数位相CURVEから予想される最大偏差は0.11°であることを意味します。
全高調波歪み (THD)
理想的なシステムでは、正弦波の高速フーリエ変換 (FFT) により特定の周波数で単一ピークが発生します。ただし、実際のシステムでは、非線形とノイズにより歪みが発生してしまいます。特定の周波数f1の信号が非線形システムを通過する時、出力はf1とその高調波から構成されます。
高調波歪みは、基本波の電力に対する信号の高調波に含まれる電力の尺度です。全高調波歪み (THD) は、基本波のパワーを基準としたスペクトル内のすべての高調波のパワー合計の尺度です。電力比またはパーセンテージで定義できます。
電力比で表すと、次のようになります。
ここで、PTHDは全高調波歪みのパワー、Pfundは基本信号パワー (dB)、Pharmは高調波の総合パワー (dB) です。
パーセンテージで表した場合:
ここで、VkNはN次高調波の振幅、Vfundは基本信号振幅です。
サンプル
NI 9223は、THDを-85 dBに指定し、1 KHzでの20 Vpp信号をテスト信号として使用します。これは、1kHzでの基本トーンとすべての高調波の合計との電力差は-85 dBに等しいことを意味します。
関連トピック
熱電対サブシステムの仕様
冷接点補償 (CJC) センサ確度
熱電対自体は、2つの異なる金属の接点に電位が存在するという原理に基づいています。CJCは、熱電対の各端と測定システム（端子台、端子台）間の接点も熱電対電圧に電位差を追加するため必要です。これは、オンボードCJCセンサを使用して熱電対と測定システム間の温度を測定することで補正されます。CJCセンサ確度は、CJCセンサの確度仕様のみです。
サンプル
NI 9212は、サポートされている両方のコネクタのCJC確度を規定しています。CJC確度は、NI 9212データシートの表1など、公開されている熱電対の総合確度として考慮されています。
関連トピック
入力熱電対断線検出（OTD）バイアス電流、または熱電対断線検出（OTD）入力電流
熱電対断線検出 (OTD) 回路は、熱電対の破損または熱電対エラーの検出に使用されます。OTD回路は、熱電対に電流を流して電圧を読み取り、測定デバイスに接続したときに接点が開いている熱電対を検出します。熱電対接点が開いている場合は、非常に高い電圧値が返されます。熱電対に注入される電流は、入力OTDバイアス電流です。一部のシステムでは、OTDステータスをプログラム的にポーリングして、予期しない読み取りを防ぐことができます。
サンプル
NI 9212は、23℃ ±5℃で37.4 nAの入力OTDバイアス電流を指定しています。たとえば、熱電対のソースインピーダンスが0.5 Ωの場合、OTDバイアス電流から18.7 nVの追加誤差が予想されます。
関連トピック
入力熱電対断線検出（OTD）バイアス電流ドリフト
熱電対断線検出 (OTD) 回路は、熱電対の破損または熱電対エラーの検出に使用されます。入力OTDバイアス電流ドリフトは、温度の関数として入力OTDバイアス電流ドリフトの変化量を定義します。多くの場合、1℃あたりの変化として指定されます。
サンプル
NI 9212の入力OTDバイアス電流ドリフトは最大±12 pA/℃です。この値は23℃に正規化されています。
たとえば、熱電対のソースインピーダンスが0.5 Ωで、モジュールの動作周囲温度が43℃の場合、20 x ±12 pA/℃ x 0.5 Ω = 120 pVの追加誤差が予想されます。
関連トピック
熱電対断線検出 (OTD) によるソースインピーダンスからのオフセット誤差
熱電対断線検出 (OTD) 回路は、熱電対の破損または熱電対エラーの検出に使用されます。OTDによるソースインピーダンスからのオフセット誤差は、1 Ωに正規化された入力OTDバイアス電流です。
サンプル
OTDでのソースインピーダンスからのオフセット誤差が23℃ ± 5℃で37.4 nV/Ωの場合。たとえば、熱電対のソースインピーダンスが0.5 Ωの場合、OTDバイアス電流から18.7 nVの追加誤差が予想されます。
関連トピック
熱電対断線整定時間（OTDのオン/オフを切り替えた時）
熱電対断線検出 (OTD) 回路は、熱電対の破損または熱電対エラーの検出に使用されます。NI 9214などのモジュールでは、OTD設定をソフトウェアでオン/オフに切り替えることができます。
熱電対断線整定時間は、OTD回路を有効または無効にしてから温度測定を行うまでの時間です。
サンプル
NI 9214では、熱電対断線の整定時間として6秒を指定しています。この時間が経過すると、OTDのオン/オフ切り替え後に温度測定を行うように推奨されます。
関連トピック
熱電対断線整定時間
熱電対断線検出 (OTD) 回路は、熱電対の破損または熱電対エラーの検出に使用されます。OTD整定時間は、熱電対断線が検出される前にモジュールが必要とする時間です。
ほとんどのモジュールでは、この数値は小さすぎるため指定されませんが、この値はより重要な場合に指定されます。
サンプル
NI 9212の開熱電対整定時間は0.75秒です。熱電対が開いている場合、モジュールが熱電対を検出するまでに0.75秒かかります。
関連トピック
測定感度
測定感度は、測定センサで検出可能な最小の温度変化を表します。これは熱電対に適用され、正確な値は熱電対のタイプによって異なります。これは、電圧入力モジュールで検出可能な電圧の最小変化を示すLSB加重仕様に似ています。
サンプル
NI 9212は、モジュールが高速モードで動作している場合、タイプJ、K、T、E熱電対の測定感度を0.05℃と規定しています。つまり、これらの熱電対タイプを使用した場合に検出可能な最小温度変化は0.05℃です。
関連トピック
温度測定範囲
このレンジは、モジュールが保証する確度で測定できる最高および最低温度を指定します。
サンプル
NI 9214には、サポートされているすべての熱電対タイプ (J、K、T、E N、B、R、S) に対して、米国標準技術研究所 (NIST) によって定義されたすべての温度範囲をカバーする温度測定レンジがあります。たとえば、NI 9214はタイプKの温度範囲 (-270～1260℃) で測定できます。
関連トピック
熱電対タイプ
モジュールで使用できる熱電対のタイプを定義します。熱電対タイプは文字タイプで標準化され識別され、各タイプは特定の化学組成で構成され、それぞれ特定の温度範囲内での測定に適しています。
サンプル
NI 9212は、熱電対タイプJ、K、T、E、N、R、S、およびBで使用できます。
関連トピック
デジタルサブシステムの仕様
デジタル入力
入力電流、入力HIGH電流（IIH）、または入力LOW電流（IIL）
理想的には、デバイスの入力インピーダンスは無限であり、電流は流れませんが、これは現実には達成できません。デジタル値を0 Vまたは5 Vのどちらで読み取っても、NIデバイスのデジタル入力回路から少量の電流が流れます。高電圧レベルの測定時に流れる電流の量を入力HIGH電流と呼びます。同様に、低電圧レベルの測定に流れる電流の量を入力LOW電流と呼びます。測定対象のデジタル信号において、指定した電流値を許容できることが重要になります。モジュールによっては、この仕様は入力電流、IIH、IIL、またはデジタル論理レベルの下、シンクおよび/またはソース電流としてリストされる場合があります。
サンプル
NI 9403は、0 V ≤ Vin ≤ 5 Vの場合は最大250 µAまでシンクまたはソースします。NI 9402は、Vin = 0 Vの場合は最大55 µAまでソースするか、Vin = 4.5 Vの場合は最大150 µAまでシンクします。
NI 9426は、OFF状態では最大150 µAをソースし、ON状態では最低330 µAをシンクします。これはすべてのデジタルラインに適用されます。
関連トピック
入力キャパシタンス
NIモジュールの入力回路に一般的なプルダウン抵抗以上の抵抗が含まれる場合、入力キャパシタンスを使用して入力インピーダンスを決定することができます。入力インピーダンスは、モジュールの入力を駆動するのに必要な電流量を決定するために必要で、以下の式で計算できます。
ここで:
VccはNI 9401を駆動するユーザの回路から供給される電圧
finは、NI 9401を駆動するユーザの回路から供給される電圧の周波数
C(in,9401)は、マニュアルに記載されている入力キャパシタンス
Ccableは、使用するケーブルのキャパシタンス
I(in,9401)はNI 9401の入力電流
サンプル
NI 9401の入力キャパシタンスは30 pFです。NI 9401はDIO TTL信号タイプを提供するため、インピーダンスは通常これらのタイプのアプリケーションには影響しません。代わりに、電流駆動は上記の式を使用して計算できる駆動仕様です。
たとえば、10 kHzで2.2 V信号を提供する場合、入力を駆動するのに必要な電流はIinput=[2.2 V x 500 kHz x (30 pF + 1000 pF)+ 250 mA] = 251.133 mAです。
関連トピック
入力インピーダンスまたは入力抵抗
入力インピーダンスは、入力回路がデジタル入力COMへの電流の流れをどれだけ妨げるかを示す尺度です。モジュールによっては、この仕様を入力抵抗と入力キャパシタンスに分割するものもあります。これらのモジュールには線形 I/V CURVE 特性がないため、すべての電圧に対して単一の抵抗値を持つことができます。インピーダンスは電圧の強力な機能であるため、モジュールによっては入力インピーダンスを指定せず、所定の電圧で予測電流を供給します。
サンプル
NI 9402は、最低49 kΩの入力抵抗を指定しています。
一方、NI 9426は30 kΩの入力インピーダンス（±5%の許容誤差）を指定しています。センサ出力とNIモジュール入力を直列接続することで、電圧が2つのインピーダンス値の間で分配され、電圧のほとんどが大きい方のインピーダンスにかかります。つまり、NIモジュールで測定される電圧は、センサの出力電圧にNIモジュールの入力インピーダンスとセンサの出力インピーダンスの合計に対する入力インピーダンスの比率を乗算した値です。この例では、センサ出力インピーダンスは150 Ωです。
入力インピーダンスの仕様が重要になる例を説明するため、センサが20 kΩなどの非常に高い出力インピーダンスを持っている場合を考えます。NIモジュールをこの非常に高い出力インピーダンスを持つセンサに接続すると、センサからの公称出力5 Vが3.00 Vとして読み取られます。
関連トピック
入力立ち上がり時間、入力立ち下がり時間、または入力立ち上がり/立ち下がり時間
理論的には、デジタル信号がLOWからHIGHに遷移すると、即時に発生します。しかし、信号がHIGHレベルとLOWレベルの間で変化するのには時間がかかります。立ち上がり時間（trise）は、信号がLOWレベルとHIGHレベル間で電圧が10%から90%に上昇するまでの時間です。立ち下がり時間（tfall）は、信号がLOWレベルとHIGHレベル間で電圧が90%から10%に低下するまでの時間です。
サンプル
NI 9401は、最大500 nsの入力立ち上がり/立ち下がり時間を指定します。つまり、TTLLOWからTTLHIGHに遷移する信号を読み取る場合、0.525 Vから4.725 Vに遷移するのに最大500 nsかかる可能性があります。
セットアップ時間
セットアップ時間とは、モジュールがNIモジュールからの読み取り値をクロックして正確な測定値を取得する前に、入力信号が安定している必要がある時間の長さです。入力信号が安定しない場合、または指定された電圧しきい値の上限と下限の範囲内にある場合、この期間中に不正なデータが測定される可能性があります。
サンプル
NI 9403は、最小10 nsのセットアップ時間を指定します。つまり、NI 9403でデジタル論理レベルを正確に測定するには、入力HIGH信号が少なくとも10 nsの間、2.2 V～5.25 Vの間である必要があります。NI 9403のホールド時間は60 nsであるため、信号は最低70 ns安定している必要があります。
関連トピック
ホールド時間
ホールド時間とは、NIモジュールから読み取りを開始した後に、入力信号が安定している必要がある時間の長さです。入力信号が安定しない場合、または指定された電圧しきい値の上限と下限の範囲内にある場合、この期間中に不正なデータが測定される可能性があります。
サンプル
NI 9403では、最小60 nsのホールド時間が指定されています。つまり、NI 9403でデジタル論理レベルを正確に測定するには、信号が読み取りを開始してから最低60 ns安定している必要があります。NI 9403のセットアップ時間も10 nsであるため、信号は最低70 ns安定している必要があります。
関連トピック
ヒステリシス
ヒステリシスは、NIモジュールが遷移を認識するために必要な電流および電圧レベルの変化を定義します。この場合は、HIGHから不確定状態への遷移と、LOWから不確定状態への遷移が観測されます。この仕様は、不確定な状態に戻る前に、電圧レベルがON状態電圧レベル未満またはOFF状態電圧レベル以上にどれだけ変化するかを示します。ヒステリシス仕様の電流コンポーネントは、指定された電流レベルに対して同様の動作を定義します。
サンプル
NI 9425は、最低2 Vのヒステリシスを規定しています。これは、信号が6 Vから4.5 Vに遷移した場合（1.5 Vの変化）、論理レベル自体が不確定からOFFに遷移した場合でも、信号は不確定な状態のままであることを意味します。信号が6 Vから4 Vに遷移すると（2 Vの変化）、OFF状態になります。60 µAの最小電流は、入力電圧に直接相関する入力電流を満たす必要があることを示します。
関連トピック
入力遅延
入力遅延時間は、信号がモジュールの入力ピンから15ピンD-SUBのシャーシまたはコントローラ接続に伝播するのにかかる時間です。入力遅延とは、チャンネルをONからOFFまたはOFFからONに変更するために、チャンネルでの電圧がONまたはOFFレベルに留まる必要のある時間のことです。入力遅延時間が許容信号遷移時間よりも長い場合があるため、アプリケーションの信号レートを決定する際にも、この仕様を考慮する必要があります。
サンプル
NI 9411は、最大500 nsの入力遅延時間を指定します。したがって、信号が伝播するには500 nsかかります。つまり、デジタル論理レベルを正確に測定するには、信号が最低500 ns安定している必要があります。
関連トピック
デジタル出力
電源投入時の出力状態
電源投入時の出力状態は、NIモジュールの電源投入時の出力チャンネルのデフォルト状態（ONまたはOFF）を指定します。
サンプル
NI 9476の電源投入時の出力状態は「チャンネルオフ」です。つまり、電源投入時に出力チャンネルはデフォルトでOFF状態になります。
関連トピック
出力HIGH電圧（VOH）、出力LOW電圧（VOL）、または出力電圧
論理HIGHまたは論理LOWを生成する際に出力信号から予想される動作電圧レンジ。出力電圧は通常、モジュールがシンクしてHIGHまたはLOW出力電圧を維持できる電流量も指定します。
サンプル
NI 9402では、最大電圧出力は高電圧に対して3.4 Vと規定されています。低電圧では、VOLはモジュールが2 mAをシンクし、最大0.3 Vを出力できることを示します。
関連トピック
出力遅延時間
出力遅延時間は、チャンネル間の電圧がチャンネルをONからOFF、またはOFFからONに変更するのにかかる時間です。この時間には、シャーシ接続からモジュール出力ピンへの伝播時間も含まれます。この仕様は、最大電流駆動および電圧出力レンジで全負荷時に定義されます。アプリケーションの信号更新レートを決定する際は、出力遅延時間が許容信号遷移時間よりも長い場合があるため、この仕様も考慮する必要があります。
サンプル
NI 9472では、最大100 µsの出力遅延時間（全負荷時）が指定されています。これは、最大連続出力電流0.75 Aで30 Vの電圧レンジを使用する場合、信号がモジュールのフロントエンドに伝播するのに最大100 µsかかることを意味します。
関連トピック
チャンネルあたりの連続出力電流
連続出力電流とは、各チャンネルが指定された動作条件の範囲外を移動せずに供給できる電流量です。これには、モジュールのシャットダウンや破損が含まれる場合があります。モジュールの動作を確認するには、各モジュールのデータシートを参照してください。
サンプル
NI 9472では、チャンネルあたりの連続出力電流を0.75 Aに指定しています。チャンネルあたり0.75 Aを超える電流が供給されている場合、NI 9472では以下の動作が規定されています。
スイッチ出力電流 (チャンネルあたり)
スイッチ出力電流は、各チャンネルが指定した出力周波数、最大デューティーサイクル、および2メートルのケーブルで供給できる電流量です。この仕様はNI 9478に適用されます。
サンプル
NI 9478は、出力周波数が10 kHzの最大4 Aの1チャンネルでスイッチ出力電流を指定します。1つのチャンネルをオンにした状態で20 kHzの高周波数で出力する場合、最大3.33 Aです。
出力抵抗
出力抵抗は、NIモジュールの入力インピーダンスに対する抵抗成分です。以下の図では、出力インピーダンスは50 Ωです。特性インピーダンスが一致すると、信号損失と反射が改善されます。
サンプル
NI 9402は、最低49 Ωの出力抵抗を指定しています。これにより、BNCケーブルの特性インピーダンスを50 Ωに一致させて、最適な信号整合性を確保できます。
関連トピック
出力インピーダンス
出力インピーダンス (R0) は、デジタル出力チャンネルと効率的に直列接続されているインピーダンスです。出力インピーダンスが低いと、生成される電圧のうち負荷全体で降下する量が増えます。必要な電圧レベルが確実に達成されるように、出力インピーダンスを考慮することが重要です。出力電流による出力インピーダンスは、予想される出力電圧を決定するために使用できます。
サンプル
NI 9475は、最大0.14 Ωの出力インピーダンスを指定しています。最大連続出力電流が1 Aで、外部電源が60 VDCの以下の式を使用します。
Vsup - (I0 x R0)
このアプリケーションの最小出力電圧は59.86 Vとして計算できます。
関連トピック
チャンネル間スキュー
チャンネル間スキューとは、出力チャンネルの最初のアップデートから最後のアップデートまでの時間の長さです。2つのチャンネル間の遅延時間であり、同時に更新することを意図しています。これは、あるチャンネルの立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジが同時に読み取られたとき、または出力されたときに別のチャンネルに対して相対的な立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジ間の時間差です。
サンプル
NI 9403では、チャンネル間スキューが最大265 nsと指定されています。これは、同時に遷移する2つのチャンネル間に最大265 nsの遅延が発生する可能性があることを意味します。このモジュールの出力ラインのスキューを防ぐ方法はありません。NI 9401は、より厳密なスキュー制御が必要なアプリケーションに推奨されます。9401の最大チャンネル間スキューは100 nsで、最大アップデートレートと同じです。
出力電圧
出力電圧は、NIモジュールが出力ラインで供給できる電圧の範囲を定義します。これらのNIモジュールでは、出力電圧は出力インピーダンス、出力電流、および外部電源電圧レンジによって定義されます。
Vsup - (I0 * R0)
サンプル
NI 9476の出力インピーダンスは最大0.3Ω、連続出力電流は最大200 mA（36 V DC電源電圧使用時）です。したがって、全負荷では最大出力電圧は35.94 Vになります。
関連トピック
モジュール出力電流
モジュールがすべてのI/Oラインから過電流状態を引き起こさずに駆動できることが保証されている最大電流です。
サンプル
NI 9403では、モジュール出力電流が最大64 mAと指定されています。32チャンネルの場合、各モジュールは最大2 mAまで供給できます。より多くの電流が出力チャンネルに供給されると、モジュールは過電流状態になり、その間、すべてのDIOチャンネルを約280 msトライステートにします。過電流状態が解消されるまで、モジュールは過電流状態を維持します。
関連トピック
外部電源電圧レンジ
外部電源電圧レンジ (VsupまたはVsup-COM) は、DC電源の許容電圧レンジを定義します。
サンプル
NI 9476は、6 V DC～36 V DCの外部電源電圧レンジを定義します。NI 9411などの一部のNIモジュールでは、「外部電源」セクションにこの情報が記載されています。
関連トピック
Vsup消費電流
Vsup消費電流は、ユーザの外部電源から必要な最大電流量を指定します。
サンプル
NI 9476では、Vsup消費電流を28 mAと定義しています。つまり、NI 9476で使用する外部電源は最大28 mAの電流を供給できる必要があります。
関連トピック
デジタル一般
デジタル電源投入時ラインの方向
双方向のモジュールでは、デジタル電源投入時のライン方向は、モジュールの電源投入時にラインをデフォルトで入力または出力のどちらにするかを指定します。
サンプル
NI 9403ラインは、電源投入時にデフォルトで入力チャンネルに設定されます。
最大信号スイッチング周波数または最大I/Oスイッチング周波数
スイッチング周波数は、モジュール回路がアップデートできる速度です。つまり、スイッチング周波数よりも速い速度でHIGHからLOWまたはLOWからHIGHへの遷移が発生すると、モジュールは遷移を見逃す可能性があります。この仕様は、CompactRIOシャーシを使用するアプリケーションに関連するものです。要求されたデューティサイクルとレートによっては、より高速な設計でも動作する可能性がありますが、NIはこれらの制限を保証していないため、ユーザは最終的な設計を検証する必要があります。スイッチング周波数は、回路の更新能力に直接関連するため、チャンネルごとに指定されます。
サンプル
NI 9401は、8つの出力チャンネルすべてを使用する場合、5 MHzのスイッチング周波数が可能です。つまり、8つのすべてのチャンネルは0.2 µsごとに出力を更新できます。
関連トピック
入力/出力タイプ
入力/出力タイプは、NIモジュールと互換性のある論理信号のタイプ、信号の終端方法、ラインがシンクするかソース電流になるかを定義するために使用されます。シンクおよびソースという用語は、負荷における直接電流フローの制御を定義するために使用されます。
シンク型DIOは負荷に接地接続を提供します。
ソースDIOは、負荷に電圧ソースを提供します。
TTL（トランジスタ-トランジスタ-ロジック）およびLVTTL（低電圧トランジスタ-トランジスタ論理）信号は、規格と互換性があるため、定義された仕様を満たす必要があります。これらのNIモジュールはシンク/ソースモジュールです。
- TTL信号の電圧レンジは0～5 Vです。
- LVTTL信号の電圧レンジは0～3.3 Vです。
差動およびシングルエンドは、NIモジュールが測定できる信号のタイプを決定します。
- 差動入力デジタルラインは、差動エンコーダやLVDS信号などの差動信号を測定します。
- シングルエンドデジタルラインは差動信号を測定できません。
サンプル
NI 9403では、入力/出力タイプをTTL、シングルエンドと定義しています。つまり、このモジュールは差動信号には対応していませんが、TTL対応の5 V信号を測定/出力することができます。TTLモジュールであるため、シンク入力とソース出力があります。
関連トピック
アップデート/転送時間または最大アップデートレート
更新/転送時間は、ソフトウェアがNIモジュールからデータを読み取る、またはNIモジュールにデータを書き込むのに要する最大時間です。これは、NI 9775などのハードウェアによって異なる場合があることに注意してください。
サンプル
NI 9403のアップデート/転送時間は7 µsです。ナイキスト定理によると、NI 9403は最大でも14 µsごとに信号を集録できます。
関連トピック
I/Oパルス幅歪み
I/Oパルス幅歪みは、NIモジュールの入出力チャンネル間の最大固有スキューです。
サンプル
NI 9401は、10 nsのI/Oパルス幅歪みを指定しています。つまり、すべてのタイミングエラーソースが管理されている場合でも、2つの信号間に10 nsのスキューが発生する可能性があります。
関連トピック
容量性駆動
容量性駆動は、モジュールが許容電流を超えないように、ユーザ負荷の最大キャパシタンスを定義します。
サンプル
NI 9381は、100 pFの容量性駆動を規定しています。
伝播遅延
伝播遅延とはバックプレーンとI/Oコネクタ間で入力または出力信号が伝播するのにかかる時間の長さで、ケーブルによって発生した追加遅延は含まれません。NIモジュールに書き込んだ後、入力または出力信号が有効になるまでの時間です。
サンプル
NI 9402の最大伝播遅延は55 ns、標準伝播遅延は18 nsです。
関連トピック
方向変更時間
方向変更時間は、入力から出力、または出力から入力へのライン方向の変更に要する最大時間を指定します。
サンプル
NI 9403の最大方向転換時間は18 µsです。つまり、入力ラインを出力ラインに変更（またはその逆）して有効なデータを取得するには、最大18 µsかかります。
関連トピック
入力HIGH電流（IIH）または入力LOW電流（IIL）
理想的には、デバイスの入力インピーダンスは無限であり、電流は流れませんが、これは現実には達成できません。デジタル値を0 Vまたは5 Vのどちらで読み取っても、NIモジュールのデジタル入力回路から少量の電流が流れます。高電圧レベルの測定時に流れる電流の量を入力HIGH電流と呼びます。同様に、低電圧レベルの測定に流れる電流の量を入力LOW電流と呼びます。測定対象のデジタル信号において、指定した電流値を許容できることが重要になります。この仕様は、入力および出力電圧の下にも表示されます。
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NI 9402は、Vin = 0 Vの場合は最大100 µAをシンクします。または、Vin = 5.25 Vの場合は最大100 µAをシンクします。これはすべてのデジタルラインに適用されます。
入力HIGH電圧（VIH）、入力LOW電圧（VIL）、または入力電圧
論理HIGHまたは論理LOWを登録するために入力信号として推奨される動作電圧レンジ。
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NI 9401では、LOW信号として記録される電圧入力のレンジを0～0.8 Vと規定しています。HIGH信号では、このレンジは2.2～5.25 Vです。0V未満および5.25 Vを超える場合は、デバイスが過電圧保護状態になります。また、LOWからHIGHへ、またはHIGHからLOWへの変化がVIHまたはVILを超えるまで登録されない不確定なレンジも存在します。
関連トピック
出力HIGH電流（IOH）または出力LOW電流（IOL）
HIGHまたはLOWの値を出力する場合、いくつかのNIモジュールの公称電圧は0 Vおよび5 Vです。ただし、比較的低いインピーダンス負荷が接続されていると、要求される電流が大きくなり、この公称電圧が0 Vから上昇するか、5 Vから低下します。この仕様は、出力電流と出力電圧の関係の特徴を示しています。
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NI 9401は、ピンにHIGHの値が書き込まれるかLOWの値が書き込まれるかに応じて、電流をソースまたはシンクできます。ソースおよびシンク電流の最大値は、出力LOWおよび出力HIGHに応じて、チャンネルあたり2 mAまたは100 µAです。電流がデバイスから流出する場合（ソース）、電流は-2 mAと表示されます。電流がデバイスに流入する場合（シンク）、電流は+2 mAと表示されます。
関連トピック
I/O保護または過電圧保護
個々のデジタルラインには、静電気放電（ESD）および過電圧状態に対する専用のI/O保護が設けられています。デバイスの安全性を高めるため、すべてのデジタルラインで共有される第二レベルの保護が設けられています。複数のラインに同時に過電圧がかかると、この共有保護回路にストレスがかかり、デバイスが破損する恐れがあります。この電圧レベルで使用し続けると、モジュールの寿命が短くなります。
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NI 9401には、1度に1つのチャンネルのチャンネルとCOMピン間で±30 Vの過電圧保護があります。つまり、各ラインで個別に最大±30 Vの過電圧を安全に処理できますが、公称電圧入力を超えることのできるラインは一度に1つ以下です。
関連トピック
短絡回路保護
短絡保護は、NIモジュールが短絡状態にあるときに保護がどのような状態で作用するかを定義します。各モジュールは、短絡保護回路（この状態を短絡状態と呼びます）を接続するデジタルラインの応答と電圧または電流しきい値を指定します。
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NI 9476では、チャンネルがCOMまたは外部電源電圧まで短絡された場合、短絡保護が無限に作動することを指定しています。これは、デジタルラインが誤ってCOMに短絡した場合、短絡が除去されるか電流が許容可能な低レベルに戻るまでチャンネルがオフ/オンを繰り返すことを意味します。NI 9476の各チャンネルには、チャンネルが過電流状態であるかどうかをソフトウェアで示すステータスラインがあります。
その他の仕様
校正
あらゆるテスト装置や測定機器と同様に、モジュールが指定された確度設定内で動作することを確認するために、定期的なキャリブレーションを実行することが重要です。モジュールにはある程度の自己発熱があるため、測定を行う前に、安定した温度に到達するまで、指定されたウォームアップ時間を確保することが重要です。ウォームアップが終了したら、セルフキャリブレーションを実行することを推奨します（サポートされている場合）。NIが提供するキャリブレーションサービスの詳細については、「キャリブレーションサービス」を参照してください。
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NI 9212のウォームアップ時間は15分で、キャリブレーション間隔は1年です。NIでは、1年間使用した後、モジュールを校正のために送付することを推奨しています。
関連トピック
環境仕様
これらの仕様は、モジュールの動作が保証されている条件を示します。シャーシ、コントローラ、およびバックプレーンは個別に定格されているため、システムのすべてのコンポーネントがご使用の環境の仕様を満たしていることを確認してください。
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NI 9250の動作温度範囲は-40～70℃、最大高度は5,000 mです。
環境マネジメント
NIでは環境に配慮した製品の設計、製造に取り組んでいます。詳細については、ni.com/environmentをご覧ください。
危険設置箇所の認証
危険設置箇所とは、周囲の大気に可燃性または爆発性の物質を含む環境のことです。北米では、クラスは可燃性物質（例：ガス、粉塵など）の性質を示し、区分は危険物がどのような条件下で存在するか（正常または異常）、グループはアセチレン、水素など特定の種類の物質を示します。危険設置箇所での操作に関する注意事項については、モジュールのユーザマニュアルまたはスタートアップガイドを参照してください。
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NI 9250はさまざまな場所で認証されていますが、特にUL Class I、Division 2、Group A、IECEx IICで認証されています。これらの認証は、いずれもアセチレンガスが存在する可能性のある場所に対するものです。
関連トピック
MTBF
平均故障間隔（MTBF）は、修理可能な製品の故障イベント間の平均時間です。これは、指定された条件下で特定の測定間隔で、項目のすべての部分が指定された制限内で実行する寿命単位の平均数です。MTBFは、定義された環境での製品の動作期間における成功確率（信頼性）または失敗確率の計算に一般的に使用される統計的推定値です。
関連トピック
物理特性
NIではほとんどの製品について寸法図を公開しています。これらの寸法図は、モジュールを購入する前にクリアランスを確認したり、開発するシステムのモデルを作成したりする目的で使用できます。物理特性は、端子接続の配線要件も示します。
関連トピック
寸法図
所要電力
正しい電力量を供給できるように、システムの所要電力を知っておくことが重要です。このセクションに示されている値は通常の使用に対するものであり、仕様の範囲外で使用する場合にモジュールで使用できる最大電力を示すものではありません。NIでは推奨仕様を満たす電源を提供していますが、必要に応じて他社製またはカスタム電源を使用することもできます。特に危険または過酷な条件下では、電源が環境に適していることを確認してください。一部のCシリーズモジュールには、バックプレーンとは別に追加の所要電力があります。
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NI 9250は、アクティブモード時にシャーシから最大0.96 Wを消費します。
関連トピック
Safety、Electromagnetic Compatibility、CE Compliance（安全性、電磁両立性、CE準拠）
Cシリーズモジュールは、仕様書の3つのセクションに記載されているさまざまな規格に準拠して試験されています。規格の詳細については、ni.com/certificationsをご覧ください。
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認証検索を使用してNI 9212の準拠仕様を確認できます。 NI 9212 - 製品の安全性証明（英語）
安全電圧―絶縁
絶縁仕様は、モジュールがアースとピン間で処理できるものに適用されます。Cシリーズモジュールへの接続は、さまざまなカテゴリの電圧で定格されています。Measurement Category CAT O（以前は Measurement Category CAT I と呼ばれていました）は、MAIN に直接接続されておらず絶縁されている負荷、デバイス、または Circuits の測定に使用します。Measurement Category CAT IIは、MAINに接続可能な測定、またはMAINから絶縁されていない測定用です。Cシリーズモジュールの安全電圧定格は、特定の接続（例: RS-485シリアルポートなど）用であるため、高電圧定格のモジュールはどのシャーシでも使用できます。
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NI 9250のチャンネル/アース間で最大30 V（Measurement Category I）を安全に接続します。
関連トピック
電気機器に向けた絶縁および安全に関する規格
安全電圧―過電圧
過電圧仕様は、モジュールがピン間で処理できるものに適用されます。Cシリーズモジュールへの接続は、さまざまなカテゴリの電圧で定格されています。Measurement Category CAT O（以前は Measurement Category CAT I と呼ばれていました）は、MAIN に直接接続されておらず絶縁されている負荷、デバイス、または Circuits の測定に使用します。Measurement Category CAT IIは、MAINに接続可能な測定、またはMAINから絶縁されていない測定用です。Cシリーズモジュールの安全電圧定格は、特定の接続（例: RS-485シリアルポートなど）用であるため、高電圧定格のモジュールはどのシャーシでも使用できます。
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BNC付NI 9215のAI+-AI-間で最大30 Vまで安全に接続します。
耐衝撃/振動
Cシリーズモジュールは、仕様およびデバイスの整合性に基づいて規定された確度が、定められた耐衝撃/振動の仕様にわたって維持されていることを保証するために、特定の業界規格に準拠するようにテストされています。モジュールで適正かつ正確な操作を行うために、これらの規定値を超えないようにすることが重要です。すべてのCシリーズモジュールとcRIOおよびcDAQシャーシは、同じ衝撃/振動規格で試験されています。ただし、これらの仕様を満たすには、シャーシのユーザマニュアルに記載されている取り付けまたは接続手順が必要な場合があります。
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NI 9250の耐衝撃/振動仕様を満たすには、システムをパネルに取り付ける必要があります。
放熱
これは、最悪の条件下での電力損失量を数量化したものです。これには、モジュールの入力電圧が推奨入力電圧（過電圧）を超えている場合も含まれます。
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NI 9250は、モジュールがアクティブモードの場合、70℃で最大1.30 Wの放熱があります。これは、モジュールがデータを集録する準備ができたとき、データを集録しているとき、または現在障害状態にあるときに、最大1.30 Wの電力が損失することを意味します。
ウォームアップ時間
一部のADCは温度変化に非常に敏感です。モジュールが定常状態の温度に達すると、この感度が低下し、より正確な読み取り値を測定できます。
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NI 9212のウォームアップ時間は15分です。つまり、最適な確度を得るために、モジュールに電源が投入されてから測定を開始するまで15分間待機することをお勧めします。