ni_daq_m_series

Раздел 4. Аналоговый ввод

RTSI <0..7>

PXI_STAR

В качестве источника сигнала AI Reference Trigger можно также использовать один из внутренних сигналов DAQ устройства. За подробной информацией обретитесь к разделу Device Routing in MAX файлов справки

NI-DAQmx Help или LabVIEW Help версии 8.0 или выше.

Вы можете также задать фронт импульса AI Reference Trigger, по которому будет происходить останов процесса измерений: положительный или отрицательный.

Использование источника аналогового сигнала

При использовании аналогового источника процесс измерений останавливается по первому положительному фронту сигнала Analog Comparison Event.

Вывод сигнала AI Reference Trigger на внешний разъем

Вы можете вывести сигнал AI Reference Trigger на один из контактов PFI <0..15> или RTSI <0..7>. Все PFI контакты по умолчанию запрограммированы на ввод.

Сигнал паузы аналогового ввода – AI Pause Trigger Signal

Сигнал AI Pause Trigger (ai/PauseTrigger) предназначен для приостановки и продолжения процесса измерений. Формирование внутренних импульсов дискретизации приостанавливается на время, пока внешний сигнал паузы активен, и продолжает работу, когда внешний сигнал не активен. Активный уровень сигнала паузы можно запрограммировать на высокий или низкий.

Использование источника цифрового сигнала

Чтобы использовать сигнал AI Sample Clock, задайте один из следующих источников и полярность:

PFI <0..15>

RTSI <0..7>

PXI_STAR

В качестве источника может быть также использован один из внутренних источников DAQ-устройства. За подробной информацией обратитесь к разделу Device Routing in MAX файла справки NI-DAQmx Help или LabVIEW Help версии 8.0 и выше.

Раздел 4. Аналоговый ввод

Использование источника аналогового сигнала

При использовании аналогового источника сигнала запуска формирование внутренних импульсов дискретизации приостанавливается, когда сигнал Analog Comparison Event имеет низкий уровень, и возобновляется, когда этот сигнал переходит на высокий уровень (или наоборот).

Вывод сигнала AI Pause Trigger на внешний разъем

Сигнал AI Pause Trigger можно вывести на один из контактов RTSI <0..7>.

Примечание. Сигналы паузы воспринимаются только по уровню, а не по фронту.

Первые разработки программных приложений аналогового ввода

Устройства сбора данных M серии можно использовать в приложениях, поддерживающих следующие режимы сбора данных:

однократное измерение многократные измерения с конечным количеством измерений непрерывный сбор данных

Эти режимы можно реализовать с помощью прямого доступа в память, прерываний или программируемого ввода-вывода. В некоторых приложениях используются сигнал запуска, опорный сигнал запуска и сигнал паузы измерений.

Примечание. За подробной информацией по разработке программ управления аналоговым вводом и использованию режимов запуска обратитесь к файлам справке NI-DAQmx Help или LabVIEW Help версии 8.0 и выше.

Раздел 5. Аналоговый вывод

AO Sample Clock – сигнал, который синхронизирует считывание очередного отсчета из буфера и генерацию аналогового выходного напряжения.

AO Offset и AO Reference Selection – сигналы задания смещения и выбора опорного напряжения, которые позволяют изменять диапазон генерируемых напряжений в каналах аналогового вывода.

Выбор напряжения смещения и опорного напряжения в каналах аналогового вывода

Выбор напряжения смещения (AO Offset) и опорного напряжения (AO Reference) позволяет установить диапазон (ряд) напряжений, которое сможет генерировать устройство сбора данных. Цифровые коды, которые подаются на вход ЦАП, определяют равномерное распределение соответствующих напряжений аналогового вывода по заданному диапазону. Следовательно, в более узком диапазоне напряжение формируется с более высокой разрешающей способностью, т.е. разность между напряжениями, соответствующими двум соседним кодам, меньше. Таким образом, в этом случае выходное напряжение формируется более точно.

Диапазон аналогового вывода включает в себя все значения напряжения между следующими границами:

(AO Offset – AO Reference) и (AO Offset + AO Reference)

Допустимые уровни напряжения смещения зависят от модели устройства. Информация об этом для моделей, описание которых ниже не приводится, приведена в спецификациях на ваше устройство.

(NI 622x) В устройствах семейства NI-622x напряжение смещения аналогового вывода всегда равно 0 В (AO GND). Опорное напряжение всегда равно 10 В. Следовательно, для устройств данного семейства диапазон напряжений аналогового вывода ±10 В.

(NI 625x) В устройствах семейства NI-625x уровень напряжения смещения всегда равен 0 В (AO GND). Опорное напряжение для каждого канала аналогового вывода (AO <0..3>) может быть выбрано индивидуально из следующего ряда значений:

±10 В ±5 В

±APFI <0..1>

Опорное напряжение можно подать извне на одну из линий APFI <0..1>. Опорное напряжение может иметь положительную или отрицательную полярность. При отрицательной полярности опорного напряжения напряжение в канале аналогового вывода меняет полярность. Допустимые диапазоны сигналов на линиях APFI <0..1> приведены в спецификациях на устройство.

Раздел 5. Аналоговый вывод

Выходное напряжение одного из каналов аналогового вывода AO <0..3> можно использовать в качестве опорного для другого канала аналогового вывода. При этом требуется внешнее соединение каналов с линией APFI 0

или APFI 1.

(NI 628x) В устройствах семейства NI 628x напряжение смещения можно выбрать индивидуально для каждого канала аналогового вывода из следующих значений:

0 В (AO GND)

5 В

APFI <0..1>

AO <0..3>

Напряжение смещения AO Offset можно подать извне на одну из линий

APFI <0..1>.

Выходное напряжение одного из каналов аналогового вывода AO <0..3> можно использовать в качестве напряжения смещения для другого канала аналогового вывода. Например, напряжение с канала AO 0 может быть использовано в качестве смещения канала AO 1, для этого никаких внешних соединений не требуется.

Нельзя использовать напряжение канала аналогового ввода для смещения этого же канала.

В устройствах семейства NI 628x для каждого канала аналогового вывода индивидуально можно задать одно из значений опорного напряжения:

±10 В ±5 В

±APFI <0..1>

±AO <0..3>

Опорное напряжение можно подать извне на одну из линий APFI <0..1>.

Один из каналов AO <0..3> можно назначить в качестве источника опорного напряжения для другого канала AO <0..3>. Например, канал AO 0 может быть использован в качестве опорного для канала AO 1, это не требует никаких внешних соединений.

Сигнал с канала аналогового вывода нельзя использовать в качестве опорного для этого же канала.

Опорное напряжение может иметь положительную или отрицательную полярность. Если опорное напряжение отрицательное, полярность сигнала в канале аналогового вывода меняет полярность.

Раздел 5. Аналоговый вывод

Минимизация ложных выбросов выходного сигнала

При использовании ЦАП для генерации сигнала на осциллограмме выходного сигнала можно наблюдать ложные выбросы. Это вполне нормальное явление, обусловленное высвобождением электрических зарядов при переключении ЦАП с одного уровня напряжения на другой. Наибольшие выбросы имеют место при изменении самого старшего значащего разряда кода ЦАП. Вы можете построить сглаживающий ФНЧ, который убирает некоторые из этих выбросов в зависимости частоты и типа выходного сигнала. За более подробной информацией о минимизации выбросов обратитесь на сайт ni.com/support.

Способы генерации аналоговых сигналов

Генерацию сигналов аналогового вывода можно с использованием программной или аппаратной синхронизации.

Программная синхронизация – программно управляется частота генерации отсчетов. Программное обеспечение посылает устройству сбора данных специальную команду запуска каждого цифроаналогового преобразования. В NI-DAQmx программная синхронизация называется синхронизацией по запросу, а генерация называется непосредственной или статической. Обычно программная синхронизация используется для записи в буфер одного значения, например уровня постоянного напряжения.

Аппаратная синхронизация – аппаратно формируется цифровой сигнал, который управляет частотой дискретизации генерируемого сигнала. Этот сигнал может быть сформирован внутри самого устройства сбора данных или подан с внешнего генератора.

Аппаратная синхронизация имеет ряд преимуществ по сравнению с программной синхронизацией:

–Значительно более короткий интервал дискретизации.

–Точно определенный (детерминированный) интервал дискретизации.

–Использование аппаратного запуска при измерениях с аппаратной синхронизацией.

Операции аналогового вывода с аппаратной синхронизацией могут быть буферизированными или небуферизированными. Буфер – это временная область памяти компьютера для отсчетов, которые будут генерироваться.

–Небуферизированный аналоговый вывод – данные записываются непосредственно в цифроаналоговые преобразователи устройства сбора данных. Как правило, операции небуферизированного вывода используются для записи отдельных отсчетов с большой задержкой и известными интервалами времени между ними.

Раздел 5. Аналоговый вывод

–Буферизированный аналоговый вывод. Перед тем, как данные последовательно по одному отсчету в течение каждого интервала дискретизации будут отправляться в цифроаналоговые преобразователи, они пересылаются из буфера памяти компьютера в FIFO-буфер DAQ-устройства с помощью прямого доступа в память или прерываний (для устройств типа NI PCI/PCIe/PXI/PXIe) или с помощью потоковой передачи данных (для USB устройств). Операции буферизированного аналогового вывода, как правило, позволяют передавать данные с более высокими скоростями по сравнению с операциями небуферизированного вывода, поскольку данные передаются в виде больших блоков, а не по одному отсчету за один интервал дискретизации.

Одним из свойств операций буферизированного ввода-вывода является режим генерации: генерация конечного количества отсчетов или непрерывная генерация.

Врежиме генерации конечного количества отсчетов формируется заранее заданное количество отсчетов данных. Генерация прекращается, как только заданное количество отсчетов будет отработано.

Врежиме непрерывной генерации количество формируемых отсчетов не задается. Вместо генерации заданного количества отсчетов и останова непрерывная генерация продолжается, пока она не будет остановлена. Возможно несколько способов непрерывной генерации, при использовании которых происходит управление записью данных. К ним относятся стандартная регенерация, регенерация буфера FIFO и режим без регенерации.

Регенерация – этот повтор данных, которые находятся в буфере. Стандартный вариант регенерации имеет место, когда данные из буфера ПК непрерывно подгружаются в буфер FIFO. Новые данные могут быть записаны в буфер ПК в любой момент времени без прерывания выходного сигнала.

При регенерации с помощью FIFO все содержимое буфера ПК загружается в FIFO и затем регенерируется оттуда. После очередной загрузки данных в FIFO новые данные не могут быть туда записаны. При таком способе регенерации размер буфера не должен превышать размеров FIFO. Преимуществом регенерации с помощью FIFO является отсутствие необходимости связи с памятью компьютера после начала операции, что позволяет избежать каких-либо проблем из-за слишком интенсивного потока данных по шине.

В режиме без регенерации устаревшие данных вновь не воспроизводятся. Новые данные должны непрерывно записываться в буфер. Если программа записывает новые данные недостаточно быстро, чтобы обеспечивать непрерывную генерацию, буфер опустошается, и возникает ошибка.

Раздел 5. Аналоговый вывод

Запуск аналогового вывода

Подсистема аналогового вывода поддерживает два события, по которым происходит запуск:

Начало вывода Приостановка вывода

Эти события могут быть сформированы аналоговым или цифровым способом. Все устройства M серии поддерживают цифровой запуск, но не все поддерживают аналоговый запуск. Информация о доступных режимах запуска вашего устройства содержится в спецификациях на это устройство. За подробной информацией по режимам запуска обратитесь к параграфам

"Сигнал запуска аналогового вывода" и "Сигнал паузы аналогового вывода".

Подключение сигналов аналогового вывода

Напряжения на выходах каналов аналогового вывода AO 0, 1, 2, 3 обозначены как AO <0..3>. Контакт AO GND служит опорным (общим) для каналов AO <0..3>.

На рисунке 5-2 показано, как подключаться к каналам аналогового вывода.

Рисунок 5-2. Схема подключения к каналам аналогового вывода

Load – нагрузка, Analog Output Channels – каналы аналогового вывода, Connector – разъем, Channel – канал, M Series Device – устройство M серии

Сигналы синхронизации аналогового вывода

На рисунке 5-3 обобщены все режимы синхронизации, которые обеспечивает блок синхронизации аналогового вывода.