規格說明：NI DSA 與 SC Express DAQ
概觀
針對您應用的應用,NI Dynamic Signal Acquisition (DSA) 和 NI SC Express Data Acquisition (DAQ) 裝置與模組的規格手冊提供必要的技術細節,以便判斷或選擇最適合您的 DAQ 裝置或模組,並在系統開發階段驗證裝置或模組效能。本文件提供以詞彙格式定義用來說明各項規格的重要性與關聯性。
內容
簡介
本指南分為與大多數 NI 規格手冊相同的部分。下列術語與定義以英文字母順序列出,在規格手冊中的順序可能不同。本指南僅適用於 44xx (DSA) 與 43xx (SC Express) DAQ 裝置與模組。其他 NI 產品系列,例如 多功能 I/O (MIO) DAQ、cDAQ 與 cRIO 機箱與控制器、91xx、92xx、94xx C 系列模組、多功能 RIO 78xx R 系列、多功能數位電錶、示波器/數化器與其他儀器,可能會使用不同的術語或方法來得出規格,因此本指南不應用於除 DSA 與 SC Express DAQ 系列以外的裝置與模組作為參考。
了解規格術語
首先,請務必注意不同規格之間的類別差異。NI 將其測試與量測儀器的功能與效能定義為:規格、一般規格、特性或補充規格。請參閱裝置規格手冊,進一步了解保固或一般規格。
- 規格說明儀器在建議校準週期內,在所述作業條件下,所保證的效能。
- 一般規格是指大多數儀器在建議校準週期內,在所述作業條件下,都能達到的規格。一般規格不保證。
- 特性或補充規格說明設計或開發期間建立而未評估之儀器的基本功能與屬性。這些資訊提供的資訊與儀器適當使用有關,且未包含在前述定義中。
類比輸入規格
NI DSA 與 SC Express 裝置與模組通常僅具備類比輸入或類比輸出系統。 DSA 或 SC Express 都有專屬的規格,但兩者皆適用某些規格。本節分為三個章節,以探討常見規格、DSA 類比輸入專用與 SC Express 類比輸入專用。
常見類比輸入規格
類比數位轉換器 (ADC) 類型
連續漸近暫存器 (SAR)
透過二進位搜尋將類比訊號轉換為離散數位表示法的 ADC,將所建立的電壓與所提供的訊號電壓進行比對。
Delta-Sigma
ADC 架構由 1 位元 ADC 與濾波電路組成,可對輸入訊號進行過度取樣,並執行雜訊賦形,以達到高解析度的數位輸出。
過取樣率
此術語僅適用於具有 Delta-Sigma ADC 的模組。Delta-Sigma ADC 使用大倍取樣率,例如給定訊號的 128 倍奈奎斯特速率。舉例來說,若要對 25 kHz 訊號進行取樣,就足以達到高於奈奎斯特率 (也就是 50 kHz 以上) 的取樣率。不過,使用 128 倍多取樣率的 Delta-Sigma ADC 會以 6 MHz 的頻率進行訊號取樣。這種方式有多項優點，例如更好的反失真和更高的解析度。
在將資料做為輸出之前,ADC 內的數位濾波器會處理多倍取樣的資料。數位濾波器處理多倍取樣的資料需要非零時間,因此輸出資料傳輸率一律低於多倍取樣率。輸出資料傳輸率等於多倍取樣率除以 ADC 整數倍降低比。
ADC 解析度
解析度是裝置或感測器所能偵測到的輸入訊號最小變化量。代表類比訊號的位元數決定了 ADC 的解析度。
範例：
NI PXIe-4300 為 16 位元裝置,代表可在 ±5 V 範圍內偵測到的最低振幅變化為 0.152 mV。在 ± 0.1 V 範圍內,此值為 3.05 μV。
時基
頻率
此規格將說明可用於時基頻率的頻率。
準確度
一般以 ppm 表示,這代表實際時基頻率與所列頻率的距離。此規格以裝置的呼叫間隔規格為準。
電源
這將會指出哪些外部路由可做為外部時基。
參考時脈
鎖定頻率
表格通常會根據參考訊號顯示,而參考時脈同步化的有效鎖定頻率為何。
電源
這將顯示裝置的有效參考時脈源。 此時脈通常包含內建時脈與機箱背板時脈。
濾波器群間延遲 (ADC 濾波器延遲)
類比延遲
此濾波器延遲是訊號通過裝置上的類比濾波器所造成的。其數值將根據裝置使用的範圍/增益而有所不同。
數位濾波器延遲
未補償群組延遲
此濾波器延遲是由下列因素造成:類比濾波器延遲、緩衝模式數位濾波器,或是硬體時序單點模式濾波器。同步化時不會補償這個延遲情形,而且必須考量到資料中的相位偏移。
補償群組延遲
反失真濾波器在緩衝模式下運作會造成此濾波器延遲。若與其他硬體同步,就會自動補償此延遲。
基濾波器群組延遲
這項延遲是因為訊號通過裝置上的數位反失真濾波器所造成。 這是補償群組延遲規格的一部分,取決於提供給模組的輸入頻率。
變數濾波器群組延遲
這項延遲是因為訊號通過裝置上的數位反失真濾波器所造成。 這是補償群組延遲規格的一部分,會根據模組目前所使用的取樣率來決定。
頻寬/失真抑制
無交疊頻寬/無失真頻寬
通帶/無失真頻寬定義為從 DC 開始，直到反失真濾波器達到其 -0.1 dB 點為止的頻率範圍。 為進行適當的量測,此範圍是受測訊號的所在位置
範例：
PXIe-4464 將其無失真頻寬 (BW) (通頻) 列為「DC 至 0.454 * fs」,即從 DC 至 0.45 的 4 倍取樣頻率將是目前量測的通頻
滯帶/失真抑制
滯帶/失真抑制由 2 個部分定義：衰減或抑制規格，以及頻率規格。衰減/抑制定義應用於訊號的最小衰減量，頻率則決定衰減的起始點。
範例：
PXIe-4330 的規格如下所示。
就 PXIe-4330 而言,這表示,以取樣頻率 0.55 倍的頻率找到的訊號,會比原始訊號衰減 100 dB。
失真孔的最小頻率
裝置上的 Delta-Sigma ADC 採用多倍取樣架構,以及具有截頻的精確數位濾波器,可追蹤取樣率。 由於 ADC 內部的數位濾波器設計方式,因此會產生一個小孔洞,理論上可以看到頻率較大的失真。
Alias Hole 拒斥
為對抗 ADC 所造成的失真孔,將類比固定頻率濾波器套用至類比路徑沿著的高頻率元件。 這表示這些高頻元件會受到的拒斥。
共模拒斥比 (CMRR)
當在放大器的正輸入與負輸入上觀察到相同的訊號時,CMRR 會指定最終輸出所抑制的訊號比例 (通常以 dB 為單位)。理想的放大器會移除 100% 的共模訊號,但實作中並無法達到的目標。
範例：
NI PXIe-4300 的 CMRR 為 5 V 範圍 100 dB。這表示,共模電壓衰減率可達 100,000 倍。如果受測訊號為 5 Vpk 正弦波,且正負輸入之間的偏移或共電壓為 5 VDC,最終輸出將抑制或衰減 5 VDC 輸入至 5 μV。CMRR 不包括在準確度微分中,如果量測訊號包含共模電壓,則應另行考量。
串音
量測單一通道的訊號能與鄰近通道偶合或影響程度。只要接在接近另一條接線或 PCB 走線的接線或 PCB 走線上,就會出現串音。
範例：
使用 NI PXIe-4464 的 -10 dB 增益範圍時,鄰近通道的串音規格為 -95 dB,非鄰近通道則為 -125 dB。這表示,通道 ai2 的串音規格為 -95 dB,通道 ai1 與 ai3 之間的串音規格為 -125 dB,所有其他 ai 通道的串音規格則為 -125 dB。
偶合
NI 4461 與 NI 4464 等模組可支援 DC 與 AC 偶合模式。選擇 DC 偶合模式時,源極訊號中的任何 DC 偏移都會傳送至 ADC。選擇 AC 偶合模式時,訊號路徑輸入端會啟用高通濾波器,藉此濾波訊號的大多數 DC 內容。
另請參閱：AC 與 DC 偶合的 基本資訊。
激發特性
激發類型
指定要求模組激發時所提供的輸出類型。SC Express 通常會將其列為「固定差動電壓 (平衡)」。
雜訊
提供於激發線路找到的雜訊,以及該雜訊所量測的頻寬。一般以 uVrms 表示。
數值/電壓可程式化
指定內部激發規格模組可提供的電壓值。
最大故障電流
這是模組在外部電路發生故障時可能提供的最大電流。
最小電流/最大電流/電流驅動
這是我們保證能透過激發提供的最小最大電流。
LVDT 模組專用
電壓可程式化
指定內部激發規格模組可提供的電壓值。
頻率可程式化
指定裝置可針對提供的激發選擇的頻率值。
電流驅動
這是我們保證能透過激發提供的最小最大電流。
增益準確度
是模組提供激發電壓增益的準確度。
調整範圍
適用於激發輸出的範圍,使用者可在該範圍內選擇與相對應調整解析度步驟大小相容的任何值。
負載規定
可在電源供應器負載發生變化後,在電源供應器的輸出通道上維持穩定的電壓 (或電流) 準位。
電流限制偵測
這是激發的軟體可讀屬性,會根據將電流激發電流與指定的限制電流進行比較而改變。
IEPE
IEPE 開放式偵測
這是模組的軟體可讀屬性,會告知使用者目前是否開路。
IEPE 短路偵測
這是模組適用的軟體可讀屬性,可告知使用者目前是否有電路短路。
合規電壓
限制電壓指定為值或值最小值,是 Vcommon-mode + Vbias + Vfull-scale 會加總的最小最大值。其中
Vcommon-mode 是輸入通道所看到的共模電壓 Vbias 是感測器的 DC 偏壓 Vfull-scale 是感測器的 AC 全幅電壓。
平衡訊號源
平衡的訊號源使用 3 個導體來傳輸訊號。2 個導體會傳輸負極和正極訊號 (AC 訊號),第三個導體則用於接地。 高增益與隔離式接地能在使用平衡的訊號源時提供更乾淨、無雜訊的訊號。
不平衡的訊號源
未達平衡的訊號源,只有兩個導體。其中一個載入正負載,另一個載入負載,也用於接地。 優於低雜訊環境中的短連接線。
FIFO 緩衝區容量
執行類比輸入或類比輸出作業時,NI DAQ 裝置可將資料儲存在內建的 FIFO 中。
- 針對輸入作業,此 FIFO 用於在 NI-DAQmx 驅動程式軟體將資料傳輸至 RAM 預先配置的位置之前,用於緩衝資料,這就是所謂的 PC 緩衝。
- 針對輸出作業,使用者要求產生的資料可透過 FIFO 與 PC 緩衝區加以緩衝。
- 針對輸入作業,此 FIFO 用於在 NI-DAQmx 驅動程式軟體將資料傳輸至 RAM 預先配置的位置之前,用於緩衝資料,這就是所謂的 PC 緩衝。
具有輸入與輸出通道的裝置,將針對每個子系統提供專屬的 FIFO。不過,該 FIFO 中的所有通道皆會共用 FIFO。針對類比輸入,NI-DAQmx 會實作資料傳輸機制,以確保儲存於 FIFO 的資料能以足夠的速度傳輸至 PC 緩衝區,避免內建的 FIFO 遭到溢位。針對類比輸出,NI-DAQmx 實作了資料傳輸機制,以確保 PC 緩衝區中的資料傳輸至內建 FIFO 的速度夠快,以避免 FIFO 遭到減少。針對類比輸出,使用者可選擇屬性,以指定是否使用 PC 緩衝區,並且僅可從內建的 FIFO 產生單一波形。
平整度
通頻內的訊號會有頻率相關的增益或衰減。與參考頻率相關的增益變化小量,稱為通帶平度。
頻率響應 (振幅與相位)
透過模組的類比輸入執行頻率掃頻時,量測訊號的振幅與相位將根據模組的濾波器特性而改變。 此資料通常會呈現於圖表或頻率值表中。
增益振幅/準確度
儀控設備放大器固有的增益誤差,且已知在執行自我校準後存在。
輸入阻抗
輸入阻抗是量測輸入電路阻絕電流通過類比輸入接地的方式。針對理想的 ADC,此值應為無限,也就是說,輸入端的電流將不會流向接地,但實際上這是不可能的。某些有限輸入阻抗的意義,在於 ADC 會在一定程度上負載電路,尤其是高輸出阻抗的電路。一般而言,感測器的輸出阻抗低。
範例：
NI PXIe-4309 的輸入阻抗為 Zin 超過 10 G Ω。在最低輸入阻抗情況下,您可以將單端點量測視為以下簡化的電路,假設輸出阻抗是 Zout = 150 Ω 的感測器。
感測器輸出與 DAQ 裝置輸入的串聯組合,代表電壓會在兩個阻抗值之間予以分配,且較大的阻抗會承受大部分的電壓。這表示,如果此感測器的靈敏度為 20 °C/V,並量測 100 °C (輸出 5 V),則由 DAQ 裝置量測的電壓將為輸出電壓,並乘以輸入阻抗與 DAQ 輸入與感測器輸出阻抗總和的比率:
這種 75 nV 的量測差異,會對應至因阻抗所造成的幾乎可忽略的 1.5u °C 量測誤差。
為說明輸入阻抗成為重要規格的範例,請假設感測器具有極高輸出阻抗 (例如 5 GΩ) 的情況。若將 DAQ 裝置連接至具有如此高輸出阻抗的感測器,則感測器的 5 V 額定輸出會讀取為 3.333 V,或發生 33.34 °C 的假設量測誤差。
輸入雜訊
類比前端所產生的額外系統雜訊 (透過接地輸入通道來量測)。
隔離
隔離指的是於實質上及電氣上隔開量測裝置兩個部份的方法。其可保護電腦電路與操作人員、中斷接地迴路,並改善共模電壓與雜訊抑制。
通道對通道
每個通道皆與其他每個通道以及其他非隔離元件相互隔離。 下圖為通道對通道隔離。Va、b、Vc、d、Ve、f 與 Vg,h 均位於獨立的匯流排上,並且彼此隔離。
通道對接地
裝置通道與裝置接地通道彼此有電子隔離。 下圖所示為通道對接地隔離。隔離前端 (Va-c) 的電壓位於同一個匯流排上;這些電壓並未彼此隔離。Ve、d 位於獨立的匯流排上,與前端彼此隔離。
_____________________________________________________________________________________________________
通道對通道匹配
通道間增益失配
通道對通道增益不匹配,定義任何特定通道與參考通道之間的增益差。其指定為輸入頻率的函式。
通道間的相位失配
通道對通道相位不匹配 (Channel-to-channel phase mismatch) 定義任何特定通道相對於參考通道的相位差。其指定取決於量測的量測範圍與輸入訊號頻率
範例
在 10V 範圍內,NI 4302 會指定最小 * 0.035°/kHz 的通道對通道增益不匹配。舉例來說,如果輸入訊號頻率為 2 kHz,則單一通道與模組上任何其他通道的最大相位差為 0.07°。
_____________________________________________________________________________________________________
偏移 (殘餘 DC)
儀控設備放大器固有的偏移誤差,且已知在執行自我校準後存在。
_____________________________________________________________________________________________________
過電壓保護
類比輸入電路有防護二極體,可阻絕高電壓損壞最重要的裝置元件,例如 PGIA 或 ADC。
- 開啟裝置電源時,這些二極體會以某些正電壓和負電壓偏壓,也就是說,在這些二極體過載且可能受損之前,電壓必須大於偏壓和反向電壓的總和。
- 裝置關機時,會移除偏壓,因此反轉二極體所需的電壓會較低,因此裝置更容易受損。
在過電壓狀態下,裝置可汲取的最大電流量由過電壓狀態下的輸入電流指定。
範例：
NI PXIe-4480 可針對 2 個 AI 正針腳提供最高 ±30 V 的保護。若超過 2 個 AI 針腳的過電壓大於 ±30 V,則裝置有可能會受損。當裝置關閉時,保護值會較低,也就是 ±15 V。
_____________________________________________________________________________________________________
相位線性
在線性相位系統中,理想情況下,訊號的相位與頻率會具有線性關係。這表示,所有頻率的輸入訊號都會透過相同的時間延遲系統。相位非線性表示相位頻率函數與理想值的偏差程度。
_____________________________________________________________________________________________________
範圍
就類比輸入而言,這是能以保證準確度量測的最大正負數值。就類比輸出而言,這是能產生的最大正負值。某些裝置具有多個輸入或輸出範圍,可用於提供較低準位訊號的高解析度。
範例：
NI PXIe-4300 具有四種輸入電壓範圍:±1 V、±2 V、±5 V 與 ±10 V。
共模
一般以通道對接地接地的方式提供,這是量測差動訊號在提供正確量測的同時,離接地的距離。
最大工作電壓
量測訊號電壓並加入共用電壓後,即可判斷最大工作電壓。 在多數情況下,如果是這樣的規格,最大工作電壓將根據目前所使用的訊號範圍而有所不同。
訊號
訊號範圍指定了 ADC 預設處理的最大與最小值。 這是設定 DAQmx 工作時可供使用者選擇的屬性。 提供範圍過小會導致訊號截頻至最大與最小值,而提供範圍過大會導致量測解析度較差。
_____________________________________________________________________________________________________
敏感度
靈敏度是量測熱電偶時相當實用的規格,會根據時序模式定義裝置可記錄的溫度最小變化。 此規格目前僅用於 PXIe-4353。
_____________________________________________________________________________________________________
穩定度
此規格說明各種規格會根據時間或溫度而改變的方式。 因此,此規格通常會根據溫度差異或上次校準後的某個時間,改變其他規格。
_____________________________________________________________________________________________________
取樣率
範圍
取樣率範圍是指 ADC 將資料從類比值轉換為數位值的頻率。有些裝置只有一個 ADC,因此取樣率會在不同通道之間共用,而其他裝置則會在每個通道上提供專屬的 ADC。取樣率是以每秒取樣率 (S/s) 為單位,或每通道每秒取樣率 (S/s/ch) 為單位,以從多個通道取得取樣率為單位。
- 最高單通道—針對跨通道共用取樣率,單一通道可於共用時的速率高於允許的速率,進而取得資料
- 多通道最大值—若裝置在不同通道間共用取樣率,這就是所有通道合併的最高取樣率
- 最小—能以最小速率取得資料
- 最高單通道—針對跨通道共用取樣率,單一通道可於共用時的速率高於允許的速率,進而取得資料
解析度
使用內建時序引擎時,類比輸入與輸出作業的取樣與更新速率會受限於離散值。兩個相鄰速率之間的時脈週期差,稱為時序解析度。如果 NI-DAQmx 無法產生使用者指定的確切頻率,則會將所選頻率強制至下一個可用頻率。
範例：
NI PXIe-4300 的指定時序解析度為 10 ns。換句話說,該系統可以以 10 ns 的整數倍數,產生或取得資料。舉例來說,32,000.00 Hz 與 32,010.2432...Hz 為兩個相鄰的頻率,時脈週期分別為 31.250 μs 與 31.240 μs。若要找出下一個可用的頻率,請將時序解析度新增或減去至已知的時脈週期。
_____________________________________________________________________________________________________
頻譜雜訊密度
雖然可以使用 2 種不同的方式呈現,但此規格代表裝置的頻譜範圍內的雜訊。其顯示方式可以根據所量測的電流頻率,也可以根據模組的電流範圍。 此規格一般以每平方根赫茲的伏特為單位。
_____________________________________________________________________________________________________
無雜波干擾動態範圍 (SFDR)
無雜訊的自由動態範圍是可用動態範圍,直到無雜訊干擾或失真基本訊號之前。類比輸入與類比輸出電路都具有非線性特性,會造成諧波失真。SFDR 很容易就能在頻域中觀察到,因為:
範例：
PXIe-4339 的 SFDR 約為 100 dB。以上圖為例,如果以 0 dB 套用基本訊號,則下一個最高的浮點會在 100 dB 以下發生,因此能提供可用的動態範圍,且不會產生不良干擾。
_____________________________________________________________________________________________________
總諧波失真
由於 ADC 和 DAC 元件具有固有的非線性特性,量測或產生的訊號會出現諧波頻率。這些諧波功率總和與基本功率的比率,稱為整體諧波失真。
範例：
PXIe-4480 的指定 THD 為 -100 dB,當中的 fs = 51.2 kS/s。這表示,針對特定測試訊號 (在此情況下為全幅 10 kHz 正弦波),所歸因的諧波失真振幅不到 0.001%。反之,量測振幅的 99.999% 以上可歸因於相關基本音調或訊號。
_____________________________________________________________________________________________________
DSA 類比輸入規格
截頻
截頻是訊號出現衰減的頻域點。 當中同時提供 -3 dB 點 (訊號的原始功率是 50%),或是 -0.1 dB 點 (代表通帶離開的點)。
_____________________________________________________________________________________________________
動態範圍
裝置的動態範圍是電路可量測最大與最小訊號的比率,通常以 dB 表示。
動態範圍 (以 dB 為單位) = 20 * log10 (Vmax / Vmin )
在多數情況下,裝置的全幅輸入會是可量測的最大訊號,而閒置通道輸入雜訊則會決定可量測的最小訊號。 National Instruments DSA 裝置會指定動態範圍、閒置通道雜訊與頻譜雜訊密度,這些都可用來計算動態範圍。 若要量測裝置的動態範圍,最簡單的方法是進行閒置通道雜訊的量測,並將量測轉換為全幅 dB,如同 Measure the Dynamic Range of My Data Acquisition Device 所述。
選擇 DSA 裝置時,動態範圍是相當重要的量測值。 DSA 應用通常需要使用麥克風與加速規,這是具有極大動態範圍的感測器。 選擇合適的量測裝置就能充分運用這些感測器及其範圍。
_____________________________________________________________________________________________________
閒置通道雜訊
閒置通道雜訊是量測模組的雜訊水平。 可透過下列步驟計算模組的量測值:
- 端點輸入通道,或提供 -60 dB 音調
- 計算已終止通道的均分偏移
- 將偏移轉換為 Vrms,以判斷雜訊
- 端點輸入通道,或提供 -60 dB 音調
_____________________________________________________________________________________________________
互調失真
IMD 是另一項因模組非線性度所造成的失真量測值。IMD 通常用於量測模組在接近模組或量測系統的高頻率限制時的失真。如果輸入至模組的訊號為多音調訊號,模組中的非線性度將造成音調混合,並在頻譜中產生不良的新音調。這些新訊號的準位由 IMD 定義。
_____________________________________________________________________________________________________
總諧波失真加上雜訊 (THD+N)
此規格與 THD 相同,但包含雜訊。 您可將 THD+N 想像為諧波訊號與雜訊所造成的整體訊號失真。
THD + N = √(∑功率 (諧波) + ∑功率 (雜訊)) / √功率 (基本)
_____________________________________________________________________________________________________
模組間 ADC 歪曲
這是量測同一個模組在不同 ADC 上量測的兩個相同訊號之間的最大時間差。 使用參考時脈同步化時,這個規格也會對相同機箱內的其他模組保持效力,只要在 PXI 時脈分配位準中加入偏移,就能決定其他機箱中的模組。
_____________________________________________________________________________________________________
SC Express
AI 絕對準確度
準確度是指接近量測值的距離。全幅絕對準確度是計算的理論準確度,假設受測值為特定範圍內可支援的最大電壓。量測的準確度會隨著量測作業的變化而變化,因此,若要比較不同裝置,就必須使用全幅的準確度。請注意,全幅絕對準確度會假設環境變數 (例如 25 °C 的作業溫度) 在實際操作中會有所不同。
- 額定範圍正確完整刻度:可在特定範圍內量測的理想最大正負數值
- 額定範圍負極全幅—在特定範圍內可量測的理想最大負值
- 殘餘增益誤差—儀器放大器內建的增益誤差,且在執行自我校準後已知存在
- 增益溫度係數:此溫度係數說明溫度對放大器增益與上一次自我校準時的溫度的影響程度
- 殘餘偏移誤差—儀器放大器內建的殘余偏移誤差，且在執行自我校准後已知存在
- 參考溫度係數—溫度係數,用於描述在特定溫度下量測的準確度與上一次外部校準時的溫度相比
- INL 誤差 (相對準確度解析度)—ADC 電壓輸出與理想輸出的最大誤差。可視為最壞的 DNL 案例。另請參閱：DNL
- 偏移溫度係數:這項溫度係數說明了溫度對 ADC 轉換的偏移與上一次自我校準時的溫度有何影響
- 隨機/系統雜訊—類比前端所產生的額外系統雜訊,可透過接地輸入通道來量測
- 額定範圍正確完整刻度:可在特定範圍內量測的理想最大正負數值
範例
NI PXIe-4300 的範圍為 ± 1.0 V。全幅絕對準確度會根據受測訊號為 1.0 V 的假設進行計算。 ± 1.0 V 的全幅絕對準確度為 575 μV。
另請參閱
如何計算絕對準確度或系統準確度?
_____________________________________________________________________________________________________
ADC 時序模式
高解析度
SC Express 溫度輸入模組中的此時序模式會透過一項稱為「雜訊賦形」的流程,降低裝置的取樣率以提升效能。 此流程可大幅延長裝置的 ADC 轉換時間。 此模式預設為開啟。
高速
SC Express 溫度輸入模組中的此時序模式可將裝置取樣率加快至裝置支援的最高取樣率,同時犧牲效能。 這項流程可大幅縮短裝置的 ADC 轉換時間。
ADC 轉換時間
ADC 轉換時間是指 ADC 從輸入資料串流提供樣本的所需時間。 用於 ADC 時序模式的說明規格。
_____________________________________________________________________________________________________
橋接補償
橋接補償是指在將 Wheatstone 橋接感測器 (通常用於量測應變) 連接至模組時,可供使用者選擇的選項。軟體可選擇的橋接補償模式為全橋接、半橋接與 1/4 橋接 (並非所有裝置皆適用)。
另請參閱
_____________________________________________________________________________________________________
橋接電阻
這個項目指定了模組應處理的橋接電阻值。 SC Express 裝置上的這些值通常為:120、350 與 1000 Ohm。
另請參閱
_____________________________________________________________________________________________________
分流 (Shunt) 校準
分流電路校準是校準橋接架構 Circuits 的方法,其電阻器與橋接的其中一條腿並聯,將感測器驅動至已知值。 如此即可了解傳感器的全幅輸出。
類型
這會指定在所選裝置上執行分流器校準的方式。
電阻
指定用於完成分流器校準的位置與電阻器。
切換器電阻
這是啟用分流器校準時啟用的整個切換器的量測作業。
穩定度
這是根據模組目前作業溫度量測分流電阻器的數值變化程度。
容許性
這是內建分流電阻器電阻可接受的變化量測值。
值
這是用來執行分流器校準的電阻
位置
此處提供關於裝置分流電阻器與目前有效橋接的位置指引。
_____________________________________________________________________________________________________
通道對通道匹配
通道對通道比對是了解是否向裝置的多個通道提供相同訊號,以及通道之間的增益與相位差異程度。
_____________________________________________________________________________________________________
故障保護
這是模組在裝置上的 2 個針腳之間在不受損壞的情況下能承受的電壓。 此規格可針對裝置的「開」狀態或「開或關」狀態提供。
_____________________________________________________________________________________________________
濾波
許多 SC Express 裝置的濾波功能都已加入裝置,以提供更乾淨的訊號。 指定後,文件將提供有關濾波器在頻域中的位置,以及執行濾波器的方式的資訊。
低通
指定頻域內的通帶結束位置。 SC Express 裝置是使用者可選擇的功能,因此在這裡會提供多種可選擇的選項。
截頻容錯
這是針對低通濾波器所選值的準確度量測值。 此值通常為 +/- 5%。
濾波器類型
這個項目會指定用來建立低通濾波器的濾波器類型。 執行的濾波器通常會是 Butterworth 或 Elliptic 濾波器。
_____________________________________________________________________________________________________
輸入偏移電流
由於輸入阻抗有限,因此裝置需要少量電流才能偵測訊號。理論上,此值應為 0 A,但實務上並不可行。
範例
NI PXIe-4300 的輸入偏壓電流為 ±6 nA。也就是說,NI PXIe-4300 所量測的任何感測器,都必須能在整個電壓輸出範圍內供應至少足夠的電流,才能正確數位化。
_____________________________________________________________________________________________________
時序準確度
為時序訊號產生 NI DAQ 裝置上的時脈訊號時,所產生的實際頻率將在時序準確度範圍內。此規格取決於內建的水晶震盪器的整體準確度。時序準確度通常以百萬分鐘的零件 (ppm) 為單位。若要將此準確度值轉換為 Hz,請將準確度值除以 100 萬。 每個週期內,時脈頻率可能不會大幅變化。
範例
PXIe-4300 的時序準確度為 50 ppm。針對更新率為每秒 1,000 S 的類比輸出作業,取樣時脈將以 1,000 Hz ± 50 ppm 執行。以 Hz 為單位,會得出:
_____________________________________________________________________________________________________
剪切
剪接功能可移除訊號路徑偏移電壓並降低雜訊。只要量測訊號 2 次 (正常 (V0) 與反向輸入 (V1) 一次,即可達到改善的量測效能。接著裝置會平均這些量測結果,以建立取樣。下圖為硬體圖。
_____________________________________________________________________________________________________
接線模式
CJC 準確度
熱電偶本身仰賴在兩種不同金屬交集時存在電位的原理。由於熱電偶的每個端與量測系統 (接線板、接線板) 之間的接點,也會為熱電偶電壓增添電位差。使用內建的 CJC 感測器量測熱電偶與量測系統之間的溫度,以補償此一問題。CJC 感測器準確度是僅限於 CJC 感測器的準確度規格。
常見類比輸出規格
DNL
類比轉換器 (DAC) 解析度,用於計算步進大小) 與輸出的實際值 (一般以 LSB 量測)。在理想的 DAC 中,DNL 會是 0 LSB。
範例
NI PXIe-4322 的 DNL 為 ±1 LSB,也就是說,任何從 DAC 輸出的值,實際值可能與設定的值相差 ±1 LSB。例如,如果使用者將 DAC 設為在 ±5 V 範圍內輸出 1 V 的值,則輸出 (不包含準確度效應) 的範圍可能介於:
_____________________________________________________________________________________________________
INL
INL 是 DNL 的複合效應,所以準確度計算通常會使用 INL 規格。針對 NI PXIe-4322,準確度表中的 INL 規格為所用的 64 ppm,或 4 LSB。