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同时采样SCXI模块的最大扫描速率是多少？

硬件: SCXI>>Modules>>SCXI-1140

问题: 如何计算同时采样SCXI模块的最大扫描速率？

解答: SCXI-1520，SCXI-1530/1以及SCXI-1140模拟输入模块支持同步采样和保持(SS/H)信号调理。该特性使得多路数据采集仪器能够得到多通道的同步采样，通道间的时间差可以忽略。SS/H信号调理由跟踪和保持电路实现。

系统的最大扫描速率受系统最慢组件限制。在一个由数据采集卡(DAQ)和同时采样SCXI模块组成的结构中，最大扫描频率是跟踪和保持电路的采集时间以及SCXI模块和数据采集卡的安全通道间周期的函数。

    注：数据采集卡的驱动，NI-DAQ产生的警告和错误，指出之前测量产生的错误可能不够准确。NI-DAQ在超过最快组件的最大扫描速度时会产生错误或警告。


若要精确测量，在扫描列表里至少有一个SS/H模块SCXI系统，你可以使用下述公式计算最大采样率。
    注：在传统NI-DAQ里，SCXI-1520只能工作在多路模式。


NI-DAQmx

最大SS/H采样率 (多路模式)
    采样率 = 1 / [ (保持时间) + ((通道数) - 1) * (大于MSTm或者MSTs) + (跟踪时间) ]


最大SS/H采样率 (并行模式)
    采样率 = 1 / [ (保持时间) + ((通道数) - 1) * (MSTm) + (跟踪时间) ]


传统NI-DAQ

最大SS/H采样率 (多路模式)
    采样率 = 1 / [ (通道数s) * { 大于 [保持时间] 或 [ sqrt((MSTm)^2 + (MSTs)^2)) ] } + (跟踪时间) ]


最大SS/H采样率 (并行模式)
    采样率 = 1 / [ (通道数) * (MSTm) + (跟踪时间) ]


方程定义

采样率所有通道的采集频率
保持时间保持所有SS/H通道和第一次模数转换之间的时间(3us)
通道数扫描列表里采样通道数(SS/H或否)
MIO最小设置时间MSTm = 1 / (MIO最大采样率)
SCXI最小设置时间MSTs = 1 / (最大数据选择速率)
跟踪时间当前扫描的最后一次模数转换和下次扫描SS/H通道保持的最小时间间隔(7us)


设备相对精度MSTs
E系列数采卡(12-bit)+/- 0.012%3 us
E系列数采卡(16-bit)+/- 0.0015%10 us
SCXI-1520模块+/- 0.012%3 us
SCXI-1530/1模块+/- 0.012%3 us
SCXI-1140模块+/- 0.012%3 us


更多数采卡“全面步骤的设置时间”值，可以在相应的用户手册里查到。数采卡手册在我们的产品手册 库里能查到。

示例

下边有两个相同配置的计算范例。第一个是传统NI-DAQ驱动下，SCXI-1520工作在多路模式。第二个是NI-DAQmx驱动下，SCXI-1520工作在并行模式。
  • 数采卡：PCI 6032E (16-bit)
    数采卡最大扫描频率= 100 kSamples/s
    最小安全通道间时间间隔，0.0015%相对精度= 10 us (微秒)

    SCXI模块：SCXI-1520
    驱动：传统NI-DAQ
    扫描模式：多路模式
    SCXI-1520扫描通道数 = 8


    最大精确扫描速率 = 1 / [ (通道数) * { 大于[保持时间] 或 [ sqrt((MSTm)^2 + (MSTs)^2)) ] } + (跟踪时间) ]，这里

    通道数 = 8
    保持时间 = 3us
    MSTm = 1 / 100kS/s = 10u
    MSTs = 10u
    跟踪时间 = 7us

    因此，最大精确扫描速率8,324扫描/秒。

  • 数采卡：PCI-6032E (16-bit)
    数采卡最大扫描速率= 100 kSamples/s
    最小安全通道间时间间隔，0.0015%相对精度= 10 us (微秒)

    SCXI模块：SCXI-1520
    驱动：NI-DAQmx
    扫描模式：并行模式
    SCXI-1520扫描通道数 = 8


    最大精确扫描速率 = 1 / [ (保持时间) + ((通道数) - 1) * (MSTm) + (跟踪时间) ]，这里

    通道数 = 8
    保持时间 = 3us
    MSTm = 1 / 100kS/s = 10u
    跟踪时间 = 7us

    因此，最大精确扫描速率12,500扫描/秒。

    SCXI模块：SCXI-1600配合SCXI-1140
    驱动：NI-DAQmx
    SCXI-1600扫描通道数 = 8


    最大精确扫描速率 = 1 / [ (保持时间) + ((通道数) - 1) * (MSTm) + (跟踪时间) ]，这里

    通道数 = 8
    保持时间 = 3us
    MSTm = 5us or 10us （参见下述解释）
    跟踪时间（大致对应于1140用户手册里的采集时间，可以假定为7us） = 7us


    SCXI-1600最大采样速率是200kS/sec，因此MST = 5us，但是如果你需要设置16 bits精度，MST = 10us.

    因此，使用1140的8通道的最大采样速率为22kS/sec （这并不包括对精度的特别考虑）

NI-DAQ错误在数采卡设置时间冲突发生时产生，无论SCXI模块是否有足够的时间设置预定精度。当NI-DAQ产生一个错误时，在最大精确扫描速率和扫描速率之间，跟踪和保持电路的采集时间保持不变，而扫描间隔较小。

参考附录Excel表得到更多计算SCXI系统最大精确扫描速率的范例。

相关链接: KnowledgeBase 2K2EACWD: What Parameters Do I Need to Calculate the Maximum Scanning Rate of a Simultaneous Sampling SCXI Module?
KnowledgeBase 27SDGMCM: SCXI Scan Rate
KnowledgeBase 12T7B7BB: DAQCard-AI-16XE-50 Sample Rates with SCXI

Product Manuals: Getting Started with SCXI
Product Manuals: SCXI-1520 User Manual
Product Manuals: SCXI-1530/1 User Manual
Product Manuals: SCXI-1140 User Manual


附件:


Maximum Scan Rates of Simultaneous Sampling SCXI Modules.xls

报告日期: 10/19/2006
最近更新: 10/19/2006
文档编号: 2K1BIKWD

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