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NI 다이나믹 신호 수집TM

NI 다이나믹 신호 수집 사용자 매뉴얼TM

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NI 다이나믹 신호 수집 사용자 매뉴얼

2013년 2월판371235H-0129

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어떠한 설비가 보증 작업의 대상이 되기 위하여는 공장에서부터 '제품 반환 공인 ' 넘버가 붙여져야 하며 그 상자의 바깥 부분에 명확히 그 넘버가 표시되어 있어야 할 것입니다 . National Instruments는 반환하기 위해 발송하는 비용을 소유자 측에 지불할 것이며 이는 보증에 의해 보호되는 내용입니다 .

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• 법적 공지는 <National Instruments>\_Legal Information 및 <National Instruments>에 있습니다 .

• 사용자 라이센스 협약은 <National Instruments>\Shared\MDF\Legal\license 디렉토리에 있습니다 .

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NATIONAL INSTRUMENTS 제품 사용에 관한 경고(1) NATIONAL INSTRUMENTS의 제품들은 외과적인 이식 조직에 사용되거나 그와 관련하여 사용되는 것 또는 작동하지 않는 경우 사람에게 중대한 손상을 야기할 것으로 합리적으로 예견되는 임의의 생명 유지 시스템의 중요한 요소로서 사용되기에 적합할 정도의 신뢰성을 테스트 받지 않았고 그러한 요소로 설계된 것이 아닙니다 .

(2) 앞서 설명한 것을 포함하여 어떠한 어플리케이션의 경우에도 소프트웨어 제품 작동의 신뢰성은 전력 공급에 있어서의 불안정 , 컴퓨터 하드웨어 기능장애 , 컴퓨터 작동 시스템 소프트웨어의 적합성 , 활용을 향상시키기 위해 사용되는 컴파일러와 개발 소프트웨어의 적합성 , 설비의 오류 , 소프트웨어와 하드웨어의 조화 문제 , 전기 모니터링 장치나 조절 장치의 기능 장애 또는 오류 , 전기 시스템(하드웨어 또는 소프트웨어 )의 일시적인 오류 , 예견되지 않은 사용이나 오용 , 사용자나 활용 디자이너의 측면에서의 오류 (이상과 같은 맞지 않는 요인들은 이하에서 집합적으로 "시스템 오류 "라고 합니다 .) 등을 포함하여 부정적인 요인들에 의하여 손상될 수 있습니다 .

이 시스템 오류가 재산이나 사람에게 해를 끼칠 수 있는 위험 (신체적인 손상이나 죽음을 포함한다 .)을 발생시킬 수 있는 어플리케이션의 경우에 시스템 오류의 위험 때문에 한가지 형태의 전기적 시스템에만 의존하여서는 안됩니다 . 손해 , 손상 , 죽음을 피하기 위하여 사용자 또는 어플리케이션 디자이너는 백업이나 셧 다운 장치 등을 포함하여 시스템 오류에 대하여 이를 보호하기 위한 단계를 합리적이고 신중하게 밟아야 합니다 .

각 마지막 사용자 시스템은 맞춤형이며 NATIONAL INSTRUMENTS' TESTING PLATFORMS과 다르고 사용자나 어플리케이션 디자이너는 NATIONAL INSTRUMENTS의 제품을 다른 제품들과 결합하여 NATIONAL INSTRUMENTS가 평가하거나 고려하지 않은 방법으로 사용할 수 있기 때문에 사용자 또는 어플리케이션 디자이너는 NATIONAL INSTRUMENTS 제품들이 시스템이나 어플리케이션의 안전 수준 , 적합한 디자인 , 공정 등을 포함하여 시스템이나 활용에 결합될 때 마다 NATIONAL INSTRUMENTS 제품들의 적합성을 최종적으로 입증하거나 검증할 책임이 있습니다 .

규정

전자파 적합성 가이드라인

이 제품은 제품 스펙에 명시된 바와 같이 전자파 적합성 (EMC: Electromagnetic Compatibility)에 대한 규제와 제한 사항을 준수하고 있습니다 . 이 같은 규제와 제한 사항은 제품이 의도된 전자파 환경에서 작동할 때 유해한 간섭을 적절히 방지하기 위한 것입니다 .이 제품은 산업 지역에서 사용되도록 만들어졌습니다 . 제품이 테스트 객체에 연결되었거나 주거 지역에서 사용될 경우 , 특정한 설치에서 유해한 간섭이 발생할 수 있습니다 . 유 /무선 수신 시 간섭이 발생하거나 성능이 허용치 이하로 저하되지 않게 하려면 , 이 제품 문서에 설명된 대로 제품을 설치하고 사용해야 합니다 .National Instruments에서 명확히 승인되지 않은 변경이나 수정을 할 경우 , 하드웨어를 작동시킬 수 있는 사용자 권한이 지역 규제하에 무효화될 수 있습니다 .

주의 명시된 EMC 성능 보장을 위해 , 쉴드된 케이블 및 액세서리만 사용하여 이 제품을 작동하십시오 .

주의 이 제품은 테스트 도선이 부착되어 있거나 테스트 객체에 연결된 작동 환경에서 전자파 변동에 더 민감해 질 수 있습니다 .

주의 이 제품이 테스트 객체에 연결되어 있을 때 규제를 초과하는 전자파 방출이 발생할 수 있습니다 .

© National Instruments vii NI 다이나믹 신호 수집 사용자 매뉴얼

목차

제 1 장시작하기

소프트웨어 설치하기 .............................................................................................................................1-1NI-DAQmx..............................................................................................................................1-1기타 소프트웨어 ....................................................................................................................1-1예제 프로그램 .........................................................................................................................1-1

하드웨어 설치하기..................................................................................................................................1-2디바이스 핀출력 ......................................................................................................................................1-2정보 리소스 ...............................................................................................................................................1-2측정 시스템 개요 .....................................................................................................................................1-2

센서 ............................................................................................................................................1-2

제 2 장다이나믹 신호 수집 디바이스 개념

나이퀴스트 주파수 및 나이퀴스트 대역폭 ......................................................................................2-1노이즈 .........................................................................................................................................................2-1아날로그 입력...........................................................................................................................................2-2

아날로그 입력 채널 설정.....................................................................................................2-2채널 설정 선택하기 .............................................................................................2-2

입력 커플링 .............................................................................................................................2-3TEDS (Transducer Electronic Data Sheet) ............................................................2-3IEPE............................................................................................................................................2-4과부하 감지 .............................................................................................................................2-5ADC ..........................................................................................................................................2-7아날로그 입력 필터 ...............................................................................................................2-7

앨리어스 제거 필터 .............................................................................................2-7저주파 앨리어스 제거 .......................................................................2-8

필터 지연 ................................................................................................................2-9FIFO 및 PCI 데이터 전송 ....................................................................................................2-10

아날로그 출력 (NI USB-4431 및 NI 4461의 경우 ) .....................................................................2-10출력 왜곡..................................................................................................................................2-10아날로그 출력 채널 설정.....................................................................................................2-10

채널 설정 선택하기 .............................................................................................2-11출력 임피던스 .........................................................................................................................2-11

NI 4461 ...................................................................................................................2-11NI USB-4431..........................................................................................................2-11

DAC ..........................................................................................................................................2-12

목차

NI 다이나믹 신호 수집 사용자 매뉴얼 viii ni.com

아날로그 출력 필터 .............................................................................................................. 2-12이미지 제거 및 보간 필터 ................................................................................. 2-12필터 지연 ............................................................................................................... 2-14

FIFO 및 PCI 데이터 전송.................................................................................................... 2-15전원 꺼짐 및 전원 상실 ....................................................................................................... 2-16

트리거링 .................................................................................................................................................... 2-16디지털 트리거링 .................................................................................................................... 2-17아날로그 트리거링 ............................................................................................................... 2-17

아날로그 에지 트리거링.................................................................................... 2-18히스테리시스를 사용하는 아날로그 에지 트리거링................................. 2-18윈도우 트리거링 .................................................................................................. 2-19

트리거링과 필터 지연 .......................................................................................................... 2-19필터 지연 제거 ..................................................................................................... 2-20

타이밍 및 동기화 .................................................................................................................................... 2-20타이밍 신호............................................................................................................................. 2-20

주파수 타임 베이스............................................................................................. 2-20참조 클럭 ............................................................................................................... 2-20오버샘플 클럭....................................................................................................... 2-21샘플 클럭 타임베이스 ........................................................................................ 2-21동기화 펄스 ........................................................................................................... 2-22시작 트리거 ........................................................................................................... 2-22

샘플링 속도 및 업데이트 속도 , 정확도 및 강제 변환................................................ 2-22강제변환된 속도 계산하기 ............................................................................... 2-23

샘플 클럭 타임베이스 주파수 계산하기 ..................................... 2-23DDS 튜닝 워드 계산하기 ................................................................ 2-25샘플 클럭 타임베이스의 실제 주파수 계산하기....................... 2-26실제 샘플링 속도 또는 업데이트 속도 계산하기 ..................... 2-26

강제변환된 샘플링 속도 계산하기의 예....................................................... 2-27샘플 클럭 타임베이스 주파수 계산하기 ..................................... 2-27DDS 튜닝 워드 계산하기 ................................................................ 2-27샘플 클럭 타임베이스의 실제 주파수 계산하기....................... 2-28실제 샘플링 속도 또는 업데이트 속도 계산하기 ..................... 2-28

동기화 ....................................................................................................................................... 2-28참조 클럭 동기화 (PXI/PXIe의 경우 ) ......................................................... 2-29마스터 샘플 클럭 타임베이스 동기화 ........................................................... 2-31

목차

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제 3 장다이나믹 신호 수집 어플리케이션 개발하기

DAQ 어시스턴트를 사용하여 태스크 생성하기 ...........................................................................3-1아날로그 입력 어플리케이션 ...............................................................................................................3-1

아날로그 입력 어플리케이션 개요 ...................................................................................3-1아날로그 입력 어플리케이션 예제 ...................................................................................3-4

LabVIEW 예제 .....................................................................................................3-4LabWindows/CVI 예제...................................................................................3-4

아날로그 출력 어플리케이션 (NI USB-4431 및 NI 4461의 경우 )........................3-4아날로그 출력 어플리케이션 개요 .................................................................3-4

아날로그 출력 어플리케이션 예제 ...................................................................................3-7LabVIEW 예제 .....................................................................................................3-7LabWindows/CVI 예제...................................................................................3-7

동기화 어플리케이션 .............................................................................................................................3-7동기화 어플리케이션 개요..................................................................................................3-7동기화 어플리케이션 예제..................................................................................................3-8

LabVIEW 예제 .....................................................................................................3-8LabWindows/CVI 예제...................................................................................3-8

부록 A디바이스별 정보

NI 443x 디바이스 ....................................................................................................................................A-1NI 443x 구성요소 ..................................................................................................................A-1

NI 443x 아날로그 입력 구성요소 ...................................................................A-2NI 4431 아날로그 출력 구성요소 ...................................................................A-3

NI 443x 블록다이어그램 .....................................................................................................A-4NI 4431 블록다이어그램 ...................................................................................A-4NI 4432 블록다이어그램 ...................................................................................A-5

NI 443x 디바이스에 신호 연결하기.................................................................................A-6NI 443x 전면 패널 및 후면 패널 .....................................................................A-6BNC 커넥터 극성.................................................................................................A-7

NI 443x 앨리어스 제거 필터 응답 ....................................................................................A-7NI 443x 스펙 ...........................................................................................................................A-9

NI 446x 디바이스 ....................................................................................................................................A-9NI 446x 구성요소 ..................................................................................................................A-9

NI 446x 아날로그 입력 구성요소 ...................................................................A-10NI 4461 아날로그 출력 구성요소 ...................................................................A-11

NI 446x 이득 및 감쇠 ...........................................................................................................A-11NI 446x 블록다이어그램 .....................................................................................................A-13

NI 4461 블록다이어그램 ...................................................................................A-13NI 4462 블록다이어그램 ...................................................................................A-14

목차

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NI 446x 디바이스에 신호 연결하기 ................................................................................ A-15NI 446x 전면 패널............................................................................................... A-15BNC 커넥터 극성 ................................................................................................ A-16NI 446x 입력 연결............................................................................................... A-16NI 4461 출력 연결 .............................................................................................. A-17

NI 446x 앨리어스 제거 필터 응답 ................................................................................... A-18NI PXI-446x 참조 클럭 동기화 .......................................................................................... A-20NI 446x 스펙 .......................................................................................................................... A-20

NI 447x 디바이스 ................................................................................................................................... A-21NI 447x 구성요소.................................................................................................................. A-21

NI 447x 아날로그 입력 구성요소 ................................................................... A-21NI 447x 블록다이어그램 .................................................................................................... A-22NI 447x 디바이스에 신호 연결하기 ................................................................................ A-23

NI 447x 전면 패널............................................................................................... A-23NI 447x 입력 연결............................................................................................... A-24

NI 447x 앨리어스 제거 필터 응답 ................................................................................... A-25NI 447x 스펙 .......................................................................................................................... A-27

NI 449x 디바이스 ................................................................................................................................... A-28NI 449x 구성요소.................................................................................................................. A-28

NI 449x 아날로그 입력 구성요소 ................................................................... A-29NI 449x 블록다이어그램 .................................................................................................... A-31NI 449x 디바이스에 신호 연결하기 ................................................................................ A-31

NI 449x 전면 패널............................................................................................... A-31BNC 커넥터 극성 ................................................................................................ A-34

NI 449x 앨리어스 제거 필터 응답 ................................................................................... A-35NI 449x 참조 클럭 동기화.................................................................................................. A-38NI 449x 스펙 .......................................................................................................................... A-38

NI 9233 및 NI 9234 디바이스 ............................................................................................................ A-38

부록 B기술 지원과 전문 서비스

그림그림 2-1. NI 446x 고조파 앨리어스....................................................................................... 2-6그림 2-2. 샘플링된 신호 ............................................................................................................ 2-12그림 2-3. 디지털 필터링 이후 신호........................................................................................ 2-13그림 2-4. DAC 필터링 이후 이미지 ...................................................................................... 2-13그림 2-5. DAC 이후 신호 ......................................................................................................... 2-14그림 2-6. 아날로그 필터링 이후 신호 ................................................................................... 2-14그림 2-7. 전원 꺼짐 및 전원 상실시의 동작 ........................................................................ 2-16그림 2-8. 아날로그 트리거 레벨 ............................................................................................. 2-18그림 2-9. 상승 기울기의 히스테리시스를 사용하는 아날로그 에지 트리거링 ......... 2-18그림 2-10. 하강 기울기의 히스테리시스를 사용하는 아날로그 에지 트리거링 ......... 2-19그림 2-11. 윈도우 트리거링........................................................................................................ 2-19

목차

© National Instruments xi NI 다이나믹 신호 수집 사용자 매뉴얼

그림 3-1. 아날로그 입력 태스크 순서도................................................................................3-2그림 3-2. NI USB-4431 및 NI 4461 아날로그 출력 태스크 순서도 ..............................3-5

그림 A-1. NI 443x 아날로그 입력 블록다이어그램............................................................A-2그림 A-2. NI 4431 아날로그 출력 블록다이어그램 ...........................................................A-3그림 A-3. NI 4431 블록다이어그램 ........................................................................................A-4그림 A-4. NI 4432 블록다이어그램 ........................................................................................A-5그림 A-5. NI 443x 전면 패널 및 후면 패널...........................................................................A-6그림 A-6. NI 443x 디바이스 BNC 커넥터 극성 ..................................................................A-7그림 A-7. NI 443x 디지털 필터 입력 주파수 응답 .............................................................A-7그림 A-8. NI 4431 아날로그 필터 응답 .................................................................................A-8그림 A-9. NI 4432 아날로그 필터 응답 .................................................................................A-9그림 A-10. NI 446x 아날로그 입력 블록다이어그램............................................................A-10그림 A-11. NI 4461 아날로그 출력 블록다이어그램 ...........................................................A-11그림 A-12. NI 4461 블록다이어그램 ........................................................................................A-13그림 A-13. NI 4462 블록다이어그램 ........................................................................................A-14그림 A-14. NI 446x 전면 패널.....................................................................................................A-15그림 A-15. NI 446x 디바이스의 BNC 커넥터 극성..............................................................A-16그림 A-16. 차동 모드에서의 NI 446x 입력 연결 ...................................................................A-16그림 A-17. 유사 차동 모드에서의 NI 446x 터미널 설정.....................................................A-17그림 A-18. 차동 모드에서의 터미널 설정과 NI 4461 출력 연결......................................A-17그림 A-19. 유사 차동 모드에서의 터미널 설정과 NI 4461 출력 연결............................A-18그림 A-20. NI 446x 저주파수 앨리어스 제거가 활성화된 상태에서의

디지털 필터 입력 주파수 응답..............................................................................A-18그림 A-21. NI 446x 저주파수 앨리어스 제거가 비활성화된 상태에서의 디지털 필터 입력

주파수 응답..................................................................................................................A-19그림 A-22. NI 446x 아날로그 필터 응답..................................................................................A-20그림 A-23. NI 447x 아날로그 입력 블록다이어그램............................................................A-21그림 A-24. NI 447x 디지털 함수 블록다이어그램 ................................................................A-22그림 A-25. NI 447x 전면 패널.....................................................................................................A-23그림 A-26. NI 447x 입력 연결.....................................................................................................A-24그림 A-27. NI 447x 디지털 필터 입력 주파수 응답 .............................................................A-25그림 A-28. 컷오프 포인트 주변의 NI 447x 디지털 필터 주파수 응답 ............................A-26그림 A-29. NI 447x 아날로그 필터 응답..................................................................................A-27그림 A-30. NI 4499, NI 4497 및 NI 4492 아날로그 입력 블록다이어그램 ..................A-29그림 A-31. NI 4498 및 NI 4496 아날로그 입력 블록다이어그램 ....................................A-29그림 A-32. NI 4495 아날로그 입력 블록다이어그램 ...........................................................A-30그림 A-33. NI 449x 블록다이어그램.........................................................................................A-31그림 A-34. NI 4498/4496/4495 전면 패널 ............................................................................A-32그림 A-35. NI 4499/4497/4492 전면 패널 ............................................................................A-33그림 A-36. NI 449x 디바이스의 BNC 커넥터 극성..............................................................A-34그림 A-37. NI 449x 저주파수 앨리어스 제거가 활성화된 상태에서의

디지털 필터 입력 주파수 응답 ..............................................................................A-35

목차

NI 다이나믹 신호 수집 사용자 매뉴얼 xii ni.com

그림 A-38. NI 449x 저주파수 앨리어스 제거가 비활성화된 상태에서의디지털 필터 입력 주파수 응답.............................................................................. A-36

그림 A-39. NI 449x 아날로그 필터 응답 ................................................................................. A-37

테이블테이블 2-1. 아날로그 입력 ............................................................................................................ 2-2테이블 2-2. 샘플링 속도에 대한 부분제거 전환율 ................................................................ 2-9테이블 2-3. 아날로그 출력 ............................................................................................................ 2-11테이블 2-4. 출력 임피던스 ............................................................................................................ 2-11테이블 2-5. NI 4461의 보간 인수 및 출력 필터 지연 .......................................................... 2-15테이블 2-6. NI 4431의 보간 인수 및 출력 필터 지연 .......................................................... 2-15테이블 2-7. NI 443x의 속도 배율 .............................................................................................. 2-23테이블 2-8. NI 446x의 속도 배율 .............................................................................................. 2-24테이블 2-9. NI 447x의 속도 배율 .............................................................................................. 2-24테이블 2-10. NI 449x의 속도 배율 .............................................................................................. 2-24테이블 2-11. DSA 디바이스의 클럭 프로퍼티 .......................................................................... 2-25테이블 2-12. DSA 디바이스의 강제변환된 샘플링 및 업데이트 속도 (kS/s) ................. 2-27테이블 2-13. DSA 디바이스 동기화 설정 지원 ......................................................................... 2-29

테이블 3-1. 아날로그 입력 어플리케이션 단계 ...................................................................... 3-3테이블 3-2. 아날로그 출력 어플리케이션 단계 ...................................................................... 3-6

테이블 A-1. 이득 셋팅 소스........................................................................................................... A-12테이블 A-2. NI 449x 구성요소 ..................................................................................................... A-28

© National Instruments 1-1 NI 다이나믹 신호 수집 사용자 매뉴얼

1시작하기

이 매뉴얼은 National Instruments 다이나믹 신호 수집 (DSA) 디바이스의 사용법에 대한 정보를 담고 있습니다 . 다이나믹 신호 수집 디바이스는 24 비트의 분해능과 최고 204.8 kS/s의 샘플링 속도를 지원합니다 . DSA 디바이스는 다이나믹 범위 , 노이즈 및 왜곡 성능의 우수성과 동시 샘플링 및 동기화 기능으로 다음과 같은 용도뿐만 아니라 이외의 다양한 어플리케이션에서도 사용할 수 있습니다 :• 오디오 테스팅• 음향 측정• 환경 소음 테스팅• 진동 분석• 소음 진동 (NVH) 측정• 머신 상태 모니터링 • 회전기계 평가

소프트웨어 설치하기

노트 DSA 디바이스를 설치하기 전에 , 디바이스와 같이 사용할 소프트웨어를 설치해야 합니다 .

NI-DAQmxNI-DAQmx는 NI 다이나믹 신호 수집 제품에 대한 소프트웨어 지원을 제공합니다 . ni.com/manuals에서 DAQ 시작하기 가이드를 다운로드할 수 있으며 , 이 문서에는 NI-DAQmx의 소프트웨어 및 하드웨어 설치하기 , 채널과 태스크 설정하기 및 어플리케이션 개발하기에 대한 단계적인 설명이 들어 있습니다 . NI 소프트웨어 버전 지원에 대한 상세 정보는 NI-DAQmx readme를 참조하십시오 .

기타 소프트웨어기타 소프트웨어를 사용하는 경우 , 소프트웨어와 함께 제공되는 설치 안내서를 참조하십시오 .

예제 프로그램NI-DAQmx CD에는 NI 다이나믹 신호 수집 디바이스를 사용하여 프로그래밍을 시작할 수 있도록 예제 프로그램이 포함되어 있습니다 . 더 자세한 정보는 디바이스와 함께 제공된 DAQmx 시작하기를 참조하십시오 . 또한 이 문서는 시작≫프로그램≫ National Instruments≫NI-DAQ을 선택하여 열 수 있습니다 .

제 1 장 시작하기

NI 다이나믹 신호 수집 사용자 매뉴얼 1-2 ni.com

하드웨어 설치하기

DAQ 시작하기 가이드에는 DSA 디바이스 , 액세서리 및 케이블 설치를 설치하는 방법에 대한 일반 정보가 들어 있습니다 .

디바이스 핀출력

DSA 디바이스 핀출력 정보는 NI-DAQmx 도움말을 참조하십시오 . 시작≫프로그램≫National Instruments≫ NI-DAQ≫ NI-DAQmx 도움말을 선택하십시오 .

정보 리소스

가장 최신 문서는 ni.com/manuals를 참조하십시오 .

다음은 NI 다이나믹 신호 수집 디바이스를 사용할 때 유용한 문서입니다 :• NI USB-443x 스펙에는 NI USB-4431 및 NI USB-4432 디바이스에 대한 모든 스펙이 들어 있습니다 .

• NI 446x 스펙에는 NI PCI-4461, NI PXI-4461, NI PCI-4462 및 NI PXI-4462 디바이스에 대한 모든 스펙이 들어 있습니다 .

• NI 447x 스펙에는 NI PCI-4472, NI PXI-4472, NI PCI-4474, NI PCI-4472B 및 NI PXI-4472B 디바이스에 대한 모든 스펙이 들어 있습니다 .

• NI 449x 스펙에는 NI PXIe-4492, NI PXI-4495, NI PXI/PXIe-4496, NI PXIe-4497, NI PXI/PXIe-4498 및 NI PXIe-4499 디바이스에 대한 모든 스펙이 들어 있습니다 .

측정 시스템 개요

측정 시스템은 여러 개의 구성요소로 이루어져 있습니다 . 측정 어플리케이션의 측정 시스템 개요는 DAQ 시작하기 가이드를 참조하십시오 .

센서센서 또는 트랜스듀서는 압력이나 온도와 같은 물리적 현상을 측정하여 그에 대한 전기 신호를 출력하는 디바이스입니다 . DSA 장치와 함께 사용되는 가장 일반적인 센서로는 음압을 측정하는 마이크 및 선형 가속도 또는 진동을 측정하는 가속도계가 있습니다 .

일반적인 DSA 디바이스의 측정에 대한 더 자세한 정보는 2장 , 다이나믹 신호 수집 디바이스 개념을 참조하십시오 . 또한 마이크 , 가속도계 , 와전류 근접 탐침기 또는 압전기 힘 센서에 대한 자세한 정보는 NI-DAQmx 도움말 또는 LabVIEW 도움말을 참조하십시오 .


2다이나믹 신호 수집 디바이스 개념

이 장에서는 나이퀴스트 주파수 및 대역폭 , 노이즈 , 아날로그 입출력 , 타이밍 및 트리거링 , 동기화 등과 같은 다이나믹 신호 수집 (DSA) 디바이스의 개념에 대해 설명합니다 .

나이퀴스트 주파수 및 나이퀴스트 대역폭

ADC와 같은 샘플링 시스템은 모두 측정할 수 있는 신호 대역폭에 한계가 있습니다 . 특히 fs 샘플링 속도로는 fs/2보다 낮은 주파수를 갖는 신호만을 나타낼 수 있습니다 . 이 경우의 최대 주파수를 나이퀴스트 주파수라고 부릅니다 . 0 Hz에서 나이퀴스트 주파수까지의 대역폭이 바로 나이퀴스트 대역폭입니다 .

노이즈

주의 전자파 간섭 (EMI)이 발생하면 이 문서에 나오는 DSA 제품의 측정 정확도에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다 . 이러한 제품들의 경우 기능적인 이유로 인해 입력 및 출력이 섀시 접지에 연결되어 있지 않습니다 . 그러므로 연결되어 있는 모든 동축(coaxial) 케이블의 바깥쪽 도체는 섀시 접지와 연결되어 있지 않고 , 불필요한 노이즈에 대한 쉴드 작용을 하지 않습니다 . 쉴드는 측정 정확도에 영향을 미칠 수 있는 노이즈를 그 주변 환경을 통해 전송하거나 또는 역으로 그 환경으로부터 받아들이는 안테나의 역할을 할 수 있습니다 . 연결된 동축 케이블이 효과적인 쉴드로 작용하려면 , 바깥쪽 도체가 케이블의 로드 끝에서 직접 섀시 또는 접지에 연결되어야 합니다 . 또한 불필요한 방출 또는 내성을 방지하려면 , 스냅온 자성체 비드 또는 그 외 다른 조치들이 필요합니다 . EMC 성능에 대한 더 자세한 정보는 제품의 스펙을 참조하십시오 .

DSA 장치는 일반적으로 110 dB 이상의 동적 범위를 갖습니다 . 인접한 전기 디바이스에서 발생하는 노이즈와 같은 여러 가지 요인들로 인해 입력 채널의 노이즈 성능이 저하될 수 있습니다 . DSA 디바이스는 가능하면 다른 플러그인 디바이스 , 전원 , 디스크 드라이브 및 컴퓨터 모니터에서 멀리 떨어져 사용하는 것이 가장 좋습니다 . 케이블 배선 또한 매우 중요합니다 . 모든 연결에는 쉴드된 동축 (coaxial) 케이블이나 플로팅 타입의 케이블을 사용하십시오 . 컴퓨터 모니터 , 스위치가 있는 전원 공급 장치 , 형광등과 같이 간섭을 일으킬 수 있는 요인으로부터는 멀리 떨어져서 케이블을 연결하십시오 . 케이블을 물리적으로 움직이거나 변형시키는 것도 고감도 아날로그 케이블에서 노이즈를 유발하는 원인이 될 수 있습니다 . 출력 임피던스가 낮은 센서를 사용하여 시스템에 대한 외부 노이즈 소스와 누화의 영향을 최소화하도록 합니다 .

샘플링 속도를 신중히 선택하여 앨리어스 제거 필터의 효과를 최대화하면 , 측정시 노이즈의 영향을 줄일 수 있습니다 . 예를 들어 컴퓨터 모니터의 노이즈는 일반적으로 15 kHz ~ 65 kHz의 주파수에서 발생합니다 . 측정 대상의 신호를 예를 들어 10 kHz 이하로 제한하면 , 앨리어스 제거 필터는 측정 대상의 관심 주파수 대역 외에 있는 모니터의 노이즈를 제거하게 되고 , 샘플링 속도를 최저 21.6 kS/s로 설정하는 경우 10 kHz 관심 대역에 있는 모든 신호 성분은 앨리어싱

제 2 장 다이나믹 신호 수집 디바이스 개념


및 디지털 필터에 의한 감쇠의 영향을 받지 않고 그대로 수집됩니다 . 앨리어스 제거 필터에 대한 더 자세한 정보는 이 장의 아날로그 입력 필터 섹션을 참조하십시오 .

가능하면 차동 설정을 사용하여 섀시에서 접지 전류에 의해 발생하는 노이즈 및 공통 모드 노이즈의 영향을 최소화하십시오 . 노이즈가 특별히 많은 AC 전원을 사용하는 경우 , 라인 컨디셔너와 무정전 전원 장치 (UPS)와 같은 외부 필터의 사용을 고려할 필요가 있습니다 .

아날로그 입력

아날로그 입력 채널 설정NI 446x는 아날로그 입력에 대해 차동 및 유사 차동 2 종류의 터미널 설정을 할 수 있도록 지원합니다 . NI USB-443x, NI 447x 및 NI 449x는 유사 채널 설정만을 지원합니다 . 유사 차동이란 외부 커넥터 쉘과 섀시 접지 사이의 50 Ω 또는 1 kΩ의 저항 값을 말합니다 .

노트 PXI/PXIe 및 PCI 디바이스를 섀시에 설치할 때에는 안정성있는 접지 연결을 위해 나사로 고정해야 합니다 . PXI/PXIe 디바이스를 사용하는 경우 , 디바이스 전면 위쪽 및 아래쪽에 있는 나사를 조이십시오 . PCI 디바이스를 사용하는 경우 , 컴퓨터 섀시에 PCI 슬롯 커버를 고정했던 나사를 사용합니다 . 이 나사를 다시 삽입한 후 디바이스를 단단히 고정시킵니다 . USB-443x 디바이스의 경우 , USB 케이스의 후면에 있는 접지 터미널을 호스트 PC의 섀시에 연결합니다 .

채널 설정 선택하기신호 소스가 플로팅인 경우 , 유사 차동 설정을 사용하십시오 . 유사 차동 설정은 음극 입력에서 50 Ω 또는 1 kΩ 저항값 (DSA 디바이스에 따라 다름 )을 접지로 연결하여 , 플로팅 소스와 DSA 디바이스 사이에 접지 참조를 제공합니다 . 이렇게 하지 않으면 플로팅 소스는 사용 중인 DSA 디바이스의 공통 모드 범위에서 벗어날 수 있습니다 .

신호 소스가 접지 또는 접지 참조되어 있는 경우 , 유사 차동 및 차동 입력 설정을 모두 사용할 수 있습니다 . 그러나 차동 입력 설정이 더 좋습니다 . 이는 접지된 신호 소스에서 유사 차동 입력 설정을 사용하면 하나 이상의 접지 참조 포인트가 생성되기 때문입니다 . 이 조건에서는 접지 루프 전류가 허용되어 측정에 에러 또는 노이즈를 발생시킬 수 있습니다 . 음극 입력과 접지 사이에 50 Ω 또는 1 kΩ의 저항값을 두면 보통 이러한 에러를 충분히 무시할 만한 레벨까지 줄일 수 있지만 , 사용자의 시스템 셋업에 따라 결과가 다를 수 있습니다 .

신호 소스 참조 또는 측정 대상 장비 (DUT) 설정에 기반하여 채널을 설정하십시오 . 채널을 설정하는 방법은 테이블 2-1을 참조하십시오 .

NI 446x의 경우 , 전원이 켜지면 자동으로 차동 모드로 설정됩니다 .

테이블 2-1. 아날로그 입력

소스 참조 채널 설정

플로팅 유사 차동

접지됨 차동 또는 유사 차동



입력 커플링NI USB-443x, NI 446x, NI 447x 및 NI 449x 디바이스의 일부를 AI.Coupling 프로퍼티를 사용하여 AC 커플링 또는 DC 커플링으로 설정할 수 있습니다 . DC 커플링을 선택하는 경우 , 소스 신호에 있는 모든 DC 오프셋이 ADC로 전달됩니다 . 신호 소스의 오프셋 전압이 매우 작거나 수집한 신호의 DC 성분이 중요한 경우 , 일반적으로 DC 커플링으로 설정하는 것이 가장 좋습니다 . 소스에 불필요한 오프셋이 많이 포함되어 있는 경우 , AC 커플링을 선택하여 입력 다이나믹 범위를 최대한 활용해야 합니다 .

노트 NI 4496 및 NI 4498은 AC 커플링만 제공합니다 . NI 4495는 DC 커플링만을 제공합니다 . NI 4492, NI 4497 및 NI 4499는 AC/DC 커플링을 선택할 수 있습니다 .

AC 커플링을 선택하면 , 신호 컨디셔닝 경로에 고역 통과 저항 축전기 (RC) 필터가 활성화됩니다 . NI 446x, NI 4472 및 NI PCI-4474의 필터 시간 상수는 47 ms입니다 . 고역 통과 RC 필터는 스텝 입력 후 0.5%의 정확도로 안정되기까지 0.25초가 소요됩니다 . 스텝 입력 후 24 비트의 정확도로 안정되는 데에는 0.782 초가 소요됩니다 . 안정 시간 (Settling Time)은 측정 대상 장비 (DUT)의 임피던스에 따라 다소 달라질 수 있습니다 .

NI 4472B 및 NI 449x는 더 큰 시간 상수 (330 ms)를 갖습니다 . 스텝 입력 후 24 비트의 정확도로 안정되기까지 5.5 초가 소요됩니다 .

노트 NI-DAQmx는 DC 커플링에서 AC 커플링으로 전환 시 RC 필터에 의해 발생하는 안정 시간을 보정하지 않습니다 . 안정 시간 동안 수집한 샘플을 버리거나 측정을 다시 시작하기 전에 지연을 강제로 적용하여 필터 안정 시간을 보정할 수 있습니다 .지연을 강제로 적용하려는 경우 , 반드시 AI 태스크를 지정한 후 태스크를 시작하기 전에 실시해야 합니다 .

AC 커플링을 사용하는 경우 , AI 회로의 낮은 주파수 영역의 응답에 감쇠가 발생하게 됩니다 . 각 디바이스의 컷오프 주파수에 대한 정보는 NI USB-443x 스펙 , NI 446x 스펙 , NI 447x 스펙 및 NI 449x 스펙을 참조하십시오 .

TEDS (Transducer Electronic Data Sheet)TEDS 센서에는 파라미터 테이블 및 센서 정보가 저장되어 있는 내장형 자체 인식 EEPROM이 있습니다 . TEDS 센서에는 아날로그 모드와 디지털 모드의 두 가지 작동 모드가 있습니다 . 아날로그 모드에서 센서는 물리적인 현상을 측정하며 , 디지털 모드에서는 사용자가 TEDS에 정보를 작성하거나 정보를 읽을 수 있습니다 . NI USB-443x, NI PCI-4461, NI PXI-4461 (M 또는 이후 버전 ), NI 4462 및 NI 449x는 다른 추가 하드웨어가 없이도 Class I TEDS 센서 모드를 지원합니다 . NI 447x 디바이스는 BNC-2096과 같은 액세서리가 있어야 Class I TEDS 센서의 EEPROM과 디지털 통신을 할 수 있습니다 .

TEDS에는 교정 , 감도 및 제조업체 정보와 같은 정보가 들어 있습니다 . Measurement & Automation Explorer (MAX)나 LabVIEW VI 또는 텍스트 기반 ADE에서 해당 함수를 호출하여 이러한 정보에 접근할 수 있습니다 .



TEDS에 대한 더 자세한 정보는 설치된 다음 도움말 파일을 참조하십시오 . • NI-DAQmx를 위한 Measurement & Automation Explorer 도움말 —이 도움말 파일에

는 NI-DAQmx를 위한 MAX를 사용하여 DAQ 디바이스 , RT 시리즈 DAQ 디바이스 , SCXI 디바이스 , SCC 디바이스 , TEDS 캐리어 , RTSI 케이블을 설정하고 테스트하는 방법 및 OS와 관련해 특별히 고려해야 할 사항이 들어 있습니다 . MAX에서 도움말≫도움말 토픽≫ NI-DAQmx≫ NI-DAQmx를 위한 Measurement & Automation Explorer 도움말을 선택하십시오 .

• NI-DAQmx 도움말—측정 개념 , 주요 NI-DAQmx 개념 , 모든 프로그래밍 환경에서 적용할 수 있는 일반적인 어플리케이션에 대한 일반 정보가 들어 있습니다 . 시작≫프로그램≫National Instruments≫ NI-DAQ≫ NI-DAQmx 도움말을 선택하십시오 .

• LabVIEW 도움말 —LabVIEW 프로그래밍 개념 , LabVIEW 사용에 대한 단계별 설명 , LabVIEW VI, 함수 , 팔레트 , 메뉴 , 도구와 같은 정보가 들어 있습니다 .

ni.com의 다음 페이지에서 더 자세한 정보를 참조할 수 있습니다 . ni.com/info를 방문하여 정보 코드를 입력하십시오 .• 스마트 센서 —정보 코드 rdsenr• 플러그 앤 플레이 센서란 ?—정보 코드 rdpnpy• IEEE 1451.4 센서 템플릿 개요 —정보 코드 rdted6

IEPEDSA 디바이스의 AI 채널을 구동시켜야 하는 IEPE 가속도계 또는 마이크를 설치하는 경우 , 해당 채널이 필요한 구동 전류를 생성할 수 있도록 IEPE 구동 회로를 활성화시켜야 합니다 . IEPE 신호 컨디셔닝은 모든 DSA 디바이스의 각 채널에서 독립적으로 설정할 수 있습니다 .

IEPE 신호 컨디셔닝이 활성화되면 구동 전류와 센서 임피던스의 곱에 해당하는 DC 전압 오프셋이 생성됩니다 . 불필요한 오프셋을 제거하려면 AC 커플링을 활성화하십시오 . 오프셋과 얻고자 하는 AC 신호의 피크를 더한 값이 해당 채널의 전압 범위를 넘지 않는 경우에만 , 신호의 질을 저하시키지 않고 IEPE 구동이 활성화된 DC 커플링을 사용할 수 있습니다 .

일반적인 IEPE 구동 값은 2.1 mA, 4 mA 및 10 mA입니다 . 각 디바이스의 지원되는 IEPE 전류값에 대한 리스트는 NI USB-443x 스펙 , NI 446x 스펙 , NI 447x 스펙 및 NI 449x 스펙을 참조하십시오 .

노트 IEPE가 활성화될 때에는 NI 446x 입력을 유사 차동 모드로 설정해야 합니다 .



과부하 감지신호 전압이 입력 범위를 초과하는 경우 웨이브폼이 잘리거나 범위를 벗어나게 되어 신호 왜곡이 발생할 수 있습니다 . NI 446x 디바이스에는 아날로그 영역 (디지털화 이전 ) 및 디지털 영역 (디지털화 이후 ) 모두에 과부하 감지 기능이 있습니다 . NI USB-443x, NI 447x 및 NI 449x 디바이스는 디지털 영역의 과부하 감지를 지원합니다 . 과부하 감지 기능은 OverloadedChansExist 및 OverloadedChans 프로퍼티를 사용하여 접근할 수 있습니다 .

아날로그 초과 범위는 디지털 초과 범위와 별개로 발생하며 , 그 반대의 경우도 마찬가지입니다 . 예를 들어 IEPE 가속도계는 자극에 의해 아날로그 신호에서 초과 범위를 발생시킬수 있는 공진 주파수를 갖게 될 수 있습니다 . 그러나 ADC의 델타 -시그마 기술은 매우 정교한 앨리어스 제거 필터를 사용하므로 , 해당 초과 범위의 신호는 디지털화된 신호로 전달되지 않습니다 .

이와 반대로 아날로그 부분에서의 정교한 과도 영역은 범위를 초과하지 않을 수 있지만 , 델타 -시그마 앨리어스 제거 필터 단계에서 디지털 데이터가 잘라질 수 있습니다 . NI 446x 아날로그 과부하 감지 회로는 잘라지거나 과부하된 상태를 감지해 냅니다 . 각 채널마다 과부하 감지 회로를 프로그램적으로 폴링하여 과부하 상태를 모니터할 수 있습니다 . 과부하가 감지된 경우 , 해당 시간 동안 수집된 데이터는 모두 손상된 것으로 간주해야 합니다 .

DSA 디바이스는 해당 범위의 백분율로 디지털 과부하 감지를 수행합니다 . 과부하 감지는 디바이스가 이득 및 오프셋 보정을 적용하기 전에 수행됩니다 . 이득 및 오프셋 보정 전에 과부하를 감지하면 , 델타 -시그마 변조기 또는 ADC 필터에서의 오버플로우 상태를 알아차리게 됩니다 .

예를 들어 , NI 446x DSA 디바이스에서 0 dB 이득 범위에 대한 아날로그 과부하 포인트는 약 10.7 Vpk입니다 . 이는 프런트엔드 (front-end) 회로가 포화 징후를 보이기 시작하는 전압입니다 . 그림 2-1은 NI 446x 디바이스에서 각각 10.8 Vpk와 8.9 Vpk에서 1.0 kHz 사인파가 잘라지며 발생한 고조파 앨리어스를 보여줍니다 . NI USB-443x, NI 447x 및 NI 449x 디바이스에서도 이와 비슷한 동작이 나타납니다 .



그림 2-1. NI 446x 고조파 앨리어스

주의 NI 446x 디바이스는 ±42.4 Vpk 입력 범위 셋팅에서 과부하 감지를 지원하지 않습니다 . 이 셋팅은 신호를 10배 만큼 감쇠시킵니다 . 이 감쇠 인자는 ADC가 115 Vpk에서 아날로그 포화점에 도달하게 될 것을 의미합니다 . 이 레벨은 ±42.4 Vpk 범위가 안전하게 지원할 수 있는 것보다 더 큰 레벨입니다 . 따라서 ± 42.4 Vpk 범위 (-20 dB 이득 ) 셋팅을 사용할 경우 , 과부하 상태를 초래할 수 있는 전압을 측정하면 입력 회로가 손상될 위험이 있다는 것을 고려해야 합니다 .

(Hz)

–90

–70

–50

–30

–10

10

db

–80

–60

–140

–120

–100

–130

–160–150

–110

–40

–20

0

10 k0 20 k 30 k 40 k 50 k 60 k 70 k 80 k 90 k 100 k 110 k

(Hz)

–70

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–10

db

–60

–40

–120

–100

–80

–110

–140–130

–90

–20

010

0 5 k 10 k 15 k 20 k 25 k 30 k 35 k 40 k 45 k 50 k 55 k



ADCDSA 디바이스의 각 ADC는 델타 -시그마 변조로 알려진 변환 방식을 사용합니다 . 원하는 데이터 속도가 51.2 kS/s인 경우 , 각 ADC는 실제로 데이터 속도의 128 배인 6.5536 MS/s의 입력 신호를 샘플링하고 , 디지털 필터에 전송될 1 비트의 샘플을 생성합니다 . 실제 샘플링 속도는 디바이스 및 모드에 따라 데이터 속도의 256배 또는 데이터 속도의 2 배수의 거듭제곱이 될 수 있습니다 . 이 필터는 나이퀴스트 주파수인 25.6 kHz보다 큰 신호 성분을 제거합니다 . ADC로부터 전송되는 1 비트 , 6.5536 MS/s 데이터 스트림은 51.2 kS/s에서 24 비트 샘플을 생성하는데 필요한 모든 정보를 가지고 있습니다 . 델타 -시그마 ADC는 노이즈 쉐이핑 기법을 사용하여 고속에서 고분해능으로 변환합니다 . ADC는 신호에 랜덤 노이즈를 추가하기 때문에 결과로 생성되는 양자화 노이즈의 크기는 비록 크지만 나이퀴스트 주파수 (이 경우 25.6 kHz)를 상회하는 주파수를 제한합니다 . 이 노이즈는 입력 신호와는 관계없으며 , 디지털 필터에서 거의 완전히 제거됩니다 .

필터에서 출력되는 것은 큰 다이나믹 범위가 있는 대역 제한 신호입니다 . 델타 -시그마 ADC의 장점 중 하나는 내부 참조로 1 비트 DAC를 사용한다는 점입니다 . 이 결과 델타 -시그마 ADC는 차동 비선형도 (DNL:Differential Nonlinearity)의 영향을 받지 않으며 , 다른 변환 방식을 사용하는 고분해능 ADC에 내재된 노이즈를 갖지 않습니다 .

아날로그 입력 필터

앨리어스 제거 필터디지타이저 또는 ADC는 나이퀴스트 한도보다 높은 주파수 성분이 있는 신호를 샘플링할 수도 있습니다 . 대역 밖의 성분을 나이퀴스트 대역폭으로 변조하는 디지타이저의 부작용으로 인해 발생된 결과가 앨리어스입니다 . 앨리어스의 가장 큰 위험은 ADC 출력만 보아서는 앨리어스가 발생했는지 알 수 없다는 점입니다 . 입력 신호에 여러 주파수 성분 또는 고조파가 있는 경우 , 일부는 올바르게 나타나는 한편 일부는 앨리어스가 들어있는 신호를 포함하게 됩니다 .

디지털화 과정 중이나 디지털화 이전에 저역 통과 필터를 사용하여 나이퀴스트 주파수보다 높은 성분을 제거하면 , 그 결과로 디지털화된 데이터 세트에서는 앨리어스된 성분이 모두 제거됩니다 . DSA 디바이스는 디지털 및 아날로그 저역 통과 필터를 모두 사용하여 앨리어스로부터 신호를 보호합니다 .

DSA 디바이스의 델타 -시그마 ADC는 오버샘플링된 구조가 있으며 , 샘플링 속도를 추적하는 컷오프 주파수가 있는 정교한 디지털 필터가 포함되어 있습니다 . 그러므로 필터는 자동적으로 나이퀴스트 주파수를 따르도록 조정됩니다 . 디지털 필터에서 대역 밖의 성분이 거의 대부분 제거되지만 , 다음의 규칙에 따라 정의되는 특정 좁은 주파수 대역은 여전히 앨리어스의 영향을 받게 됩니다 .• 102.4 kS/s 보다 크고 204.8 kS/s 이하의 샘플링 속도를 선택하면 , 32, 64, 96 및 기타

32 fs의 배수 근처가 앨리어스의 영향을 받게 됩니다 . (NI 446x 및 NI 449x 디바이스만 102.4 kS/s 이상의 샘플링 속도를 지원하므로 NI 446x 및 NI 449x에의 경우에만 해당 )

• 51.2 kS/s 보다 크고 102.4 kS/s 이하의 샘플링 속도를 선택하면 , 64, 128, 192 및 기타 64 fs의 배수 근처가 앨리어스의 영향을 받게 됩니다 .

• 특정 DSA 디바이스의 최소 샘플링 속도 이상이고 51.2 kS/s 이하의 샘플링 속도를 선택하는 경우 , 128, 256, 384 및 기타 128 fs의 배수 근처가 앨리어스의 영향을 받게 됩니다 .



노트 NI USB-443x의 경우 샘플 속도와 관계없이 64 fs의 배수 근처가 앨리어스의 영향을 받게 됩니다 .

영향을 받게 되는 주파수 대역의 폭은 항상 1 fs입니다 . 예를 들어 fs = 10,000 S/s인 경우 , 디지털 필터는 1.275 MHz ~ 1.285 MHz에서 아날로그 성분의 앨리어스를 받아들일 수 있습니다 .

DSA 디바이스에는 ADC가 내장된 디지털 필터링 외에도 고정 주파수 아날로그 필터가 있습니다 . 아날로그 필터는 아날로그 신호 경로에서 고주파 성분이 ADC에 도달하기 전에 이를 제거합니다 . 디지털 필터로 처리되지 않는 좁은 대역에서 발생할 수 있는 고주파 앨리어스 문제를 이런 방식으로 해결할 수 있습니다 . DSA 디바이스의 각 입력 채널에는 다중 폴 저역 통과 아날로그 필터가 장착되어 있습니다 .

디지털 필터의 주파수 응답은 샘플링 속도에 맞게 직접 스케일되지만 , 아날로그 필터 -3 dB 포인트는 고정됩니다 . 아날로그 필터 응답은 대역 내 주파수 응답을 평탄하게 유지하며 , 고주파 앨리어스를 효과적으로 제거합니다 . 아날로그 필터는 고차 시스템이 아니기 때문에 , 필터 롤오프가 급격하지 않습니다 . 필터는 높은 샘플링 속도에서 앨리어스를 효과적으로 제거할 수 있으며 , 이 경우 앞서 언급한 민감한 영역에서는 매우 높은 주파수만 디지털 필터를 통과할 수 있습니다 . 일부 DSA 디바이스는 강화된 저주파 앨리어스 제거를 지원합니다 . NI USB-443x, NI 446x, NI 447x 및 NI 449x 디바이스의 필터 응답 커브는 각기 다르며 , 이는 부록 A, 디바이스별 정보 에서 볼 수 있습니다 .

저주파 앨리어스 제거특정 DSA 디바이스의 최저 속도와 25.6 kS/s 사이의 매우 낮은 샘플링 속도에서 , DSA 디바이스 AI 채널의 앨리어스 제거 필터는 대역 외의 모든 신호를 완전히 제거하지 못할 수 있습니다 .델타 -시그마 ADC의 내부 디지털 필터는 오버샘플링 속도의 배수 (샘플링 속도 ×오버샘플 인수 ) 근처의 주파수를 가진 신호를 억제하지 못합니다 . DSA 디바이스는 또한 고정 컷오프를 갖는 저역 통과 앨리어스 제거 필터를 사용합니다 . 낮은 샘플링 속도에서 , 오버 샘플링 속도 배수의 일부는 아날로그 앨리어스 제거 필터의 컷오프 주파수보다 낮게 하락할 수 있습니다 .

예를 들어 사용하는 오버샘플링 인수가 128 fs이고 , 샘플링 속도가 1 kS/s인 디바이스의 경우 ,오버샘플링 속도는 128 kHz입니다 . 이 오버샘플링 속도의 배수 중 일부는 아날로그 앨리어스 제거 필터의 컷오프 주파수보다 낮습니다 . 신호에 해당 주파수대의 에너지가 포함되어 있다면 앨리어스가 발생할 수 있습니다 .

첫번째 128 fs의 배수가 아날로그 앨리어스 제거 필터의 컷오프 주파수보다 높아지도록 샘플링 속도를 높이면 앨리어스를 최소화할 수 있습니다 . 예를 들어 , 샘플링 속도가 25.6 kS/s인 경우 처음 128 fs (3.2 MHz)가 아날로그 앨리어스 제거 필터의 컷오프 주파수를 훨씬 넘어 있기 때문에 실질적인 앨리어스의 영향을 받지 않습니다 . 또한 AI.EnhancedAliasRejectionEnable 프로퍼티를 사용하여 저주파 앨리어스 제거를 활성화할 수 있습니다 . 이 프로퍼티는 DSA 디바이스가 1 kS/s ~ 25.6 kS/s의 샘플링 속도에서 자동적으로 오버샘플링되도록 합니다 . 그 결과 , 오버샘플링 속도는 항상 25.6 kS/s ~ 51.2 kS/s의 범위에 있게 됩니다 . 그후 데이터 스트림은 동일한 배수로 부분제거되어 지정된 샘플링 속도로 샘플이 생성됩니다 . 저주파 앨리어스 제거는 오버샘플링 속도 배수 근처의 앨리어스 제거를 향상시킵니다 . 반면 다른 주파수에서의 앨리어스 제거의 효과는 낮아지게 됩니다 . 예를 들어 NI 446x에서 1 kS/s의 속도로 샘플링할 때 , 2 kHz 톤은 오버샘플링 속도의 배수에 가까이 있지 않습니다 . 해당 톤은 120 dB 이상 감쇠됩니다 . 저주파 앨리어스 제거를 활성화하면 톤은 104 dB만큼 감쇠됩니다 .



테이블 2-2는 주어진 샘플 속도에 대한 부분제거 전환율 (Decimation Factor)을 나타냅니다 . AI.EnhancedAliasRejectionEnable 프로퍼티에 대한 더 자세한 정보는 NI-DAQmx 도움말 또는 LabVIEW 도움말을 참조하십시오 .

일부 DSA 디바이스는 저주파 앨리어스 제거를 지원하지 않습니다 . 다음 리스트는 저주파 앨리어스 제거를 지원하는 디바이스에 정보를 제공합니다 :• NI 446x 디바이스• NI PXI-447x 디바이스 개정 H 또는 이후 버전• NI PCI-447x 디바이스 개정 F 또는 이후 버전• NI 449x 디바이스

노트 AI.EnhancedAliasRejectionEnable 프로퍼티는 NI 446x에서 기본으로 활성화되고 , NI 447x 및 NI 449x (1 kS/s 이상의 속도 ) 디바이스에서는 비활성화됩니다 .

필터 지연필터 지연은 데이터가 변환기를 통해 전파되는데 필요한 시간입니다 . 모든 DSA 디바이스 채널에는 입력 및 출력 채널 모두에 필터 회로가 있기 때문에 필터 지연이 발생합니다 . 필터 지연이 측정에 미치는 영향을 이해하기 위해 63개 샘플클럭 샘플링 지연이 있는 ADC 디지털 필터의 경우를 생각해 봅시다 . 10 kS/s의 샘플 속도에서 , 신호에 6.3 ms만큼 지연이 발생합니다 .

필터 지연은 자극 -응답 측정 , 컨트롤 어플리케이션 또는 루프 시간이 중시되는 어플리케이션에서 중요한 요소입니다 . 가능한 가장 빠른 샘플링 속도를 사용하면 필터 지연에 필요한 시간을 최소화할 수 있습니다 .

또한 입력 필터 지연은 외부 디지털 트리거가 예상보다 일찍 발생하도록 합니다 . 63개 샘플의 필터 지연이 있는 ADC에서 데이터를 수집할 때 , 디지털 트리거를 사용하여 수집을 시작하면 수집된 데이터의 처음 63개 샘플링이 디지털 트리거보다 먼저 발생하게 됩니다 .

테이블 2-2. 샘플링 속도에 대한 부분제거 전환율

샘플링 속도 부분제거 전환율

100 S/s ≤ fs ≤ 200 S/s 256*

200 S/s < fs ≤ 400 S/s 128*

400 S/s < fs ≤ 800 S/s 64*

800 S/s < fs ≤ 1.6 kS/s 32

1.6 kS/s < fs ≤ 3.2 kS/s 16

3.2 kS/s < fs ≤ 6.4 kS/s 8

6.4 kS/s < fs ≤ 12.8 kS/s 4

12.8 kS/s < fs ≤ 25.6 kS/s 2

* 이 표시가 있는 부분제거 전환율은 NI 449x 디바이스에만 적용됩니다 .



NI 449x 제품은 AI.RemoveFilterDelay 프로퍼티를 지원합니다 . 활성화된 경우 , 처음 수집된 샘플이 디지털 트리거와 맞추어지도록 수집된 샘플이 자동으로 조절됩니다 . 더 자세한 정보는 이 장의 필터 지연 제거 섹션을 참조하십시오 .

각 디바이스의 필터 지연에 대한 정보는 NI USB-443x 스펙 , NI 446x 스펙 , NI 447x 스펙 및 NI 449x 스펙을 참조하십시오 .

FIFO 및 PCI 데이터 전송DSA 디바이스의 입력 채널은 하나의 FIFO 버퍼를 공유하고 , 출력 채널은 또 다른 하나의 FIFO 버퍼를 공유합니다 . 버퍼 샘플이 얼마나 되는지에 대한 정보는 NI USB-443x 스펙 , NI 446x 스펙 , NI 447x 스펙 및 NI 449x 스펙을 참조하십시오 .

디바이스는 유연성있는 데이터 전송 요청 조건을 갖습니다 . 디바이스가 프로그램 가능한 FIFO 조건에 따라 DMA 전송을 요청하도록 프로그램할 수 있습니다 . 특정 디바이스에 사용할 수 있는 조건에 대한 정보는 NI-DAQmx 도움말이나 LabVIEW 도움말을 참조하십시오 .

노트 USB 디바이스는 전송 요청 조건을 허용하지 않습니다 .

아날로그 출력 (NI USB-4431 및 NI 4461 의 경우 )출력 왜곡

높은 입력 임피던스가 있는 외부 출력 디바이스에 출력을 연결하면 출력 왜곡을 최소화할 수 있습니다 . NI 4461의 각 출력 채널은 최소 600 Ω의 로드를 구동하도록 정의되어 있습니다 . NI USB-4431의 각 출력 채널은 최소 1 kΩ의 로드를 구동하도록 정의되어 있습니다 . 그러나 10 kΩ 또는 100 kΩ과 같이 로드 저항이 더 큰 경우에도 최적 성능을 얻을 수 있습니다 . 더 자세한 정보는 내용은 NI USB-443x 스펙 및 NI 446x 스펙을 참조하십시오 .

아날로그 출력 채널 설정NI 4461은 아날로그 출력에 차동 및 유사 차동이라는 2 종류의 터미널 설정을 지원합니다 . 유사 차동이라는 용어는 외부 커넥터 쉘과 섀시 접지 사이에 50 Ω의 저항 값이 있다는 것을 말합니다 . NI USB-4431은 유사 차동만을 지원합니다 .

노트 PXI/PXIe 및 PCI 디바이스를 섀시에 설치할 때에는 안정성있는 접지 연결을 위해 나사로 고정해야 합니다 . PXI/PXIe 디바이스를 사용하는 경우 , 디바이스 전면의 위쪽과 아래쪽에 있는 나사를 단단히 조입니다 . PCI 디바이스를 사용하는 경우 , PCI 슬롯 커버를 컴퓨터 섀시에 고정했던 나사를 사용합니다 . 이 나사를 다시 삽입한 후 디바이스를 단단히 고정시킵니다 . USB-4431 디바이스의 경우 , USB 케이스 뒷면에 있는 접지 터미널을 호스트 PC의 섀시에 연결합니다 .



채널 설정 선택하기측정 대상 장비 (DUT)의 입력이 플로팅인 경우 , 유사차동 또는 차동 설정을 사용합니다 .

측정 대상 장비의 입력이 접지되어 있거나 접지 참조되어 있는 경우 , 차동 설정을 사용합니다 .접지되어 있는 측정 대상 장비에 유사 차동 설정을 사용하는 경우 , 하나 이상의 접지 참조 포인트가 생성되게 됩니다 . 이러한 조건에서는 측정에 에러 또는 노이즈를 일으킬 수 있는 접지 루프 전류가 발생할 수 있습니다 . 음극 입력과 접지 사이에 50 Ω 또는 1 kΩ의 저항값을 두면 보통 이러한 에러를 충분히 무시할 만한 레벨까지 줄일 수 있지만 , 사용자의 시스템 셋업에 따라 결과가 다를 수 있습니다 .

신호 소스 참조 또는 측정 대상 장비 (DUT) 설정에 기반하여 채널을 설정하십시오 . 채널을 설정하는 방법은 테이블 2-3을 참조하십시오 .

NI 446x는 전원을 켜거나 끄면 자동으로 차동 모드로 설정됩니다 . 이 설정에서는 음극 핀의 50 Ω 저항이 보호됩니다 .

출력 임피던스

NI 4461웨이브폼을 생성할 때 신호의 양극 터미널과 음극 터미널 사이의 차동 출력 임피던스는 대략 22 Ω입니다 . 웨이브폼을 생성하지 않을 때에는 , 테이블 2-4의 유휴 동작 옵션 중의 하나로 AO.IdleOutputBehavior 프로퍼티를 설정하십시오 .

NI USB-4431신호의 양극 터미널과 음극 터미널 사이의 차동 출력 임피던스는 대략 50 Ω입니다 . NI USB-4431에는 하이 임피던스 유휴 출력 채널 설정은 없습니다 . 그러나 유휴 상태일 때 기존 값을 유지하거나 0으로 돌아가도록 출력을 설정할 수 있습니다 .

테이블 2-3. 아날로그 출력

측정 대상 장비 입력 참조 채널 설정

플로팅 유사 차동 또는 차동

접지됨 차동

테이블 2-4. 출력 임피던스

유휴 동작 옵션 출력 임피던스 ( 차동 모드의 경우 )

기존값 유지 22 Ω

제로 볼트 22 Ω

하이 임피던스 9 kΩ



DACNI 4461 및 NI USB-4431의 델타 -시그마 DAC는 델타 시그마 ADC와 유사한 방식으로 작동합니다 . 디지털 데이터는 먼저 디지털 보간 필터를 통과한 후 , DAC 리샘플링 필터와 델타 -시그마 변조기를 통과합니다 .

DAC에서 , 델타 -시그마 변환기는 고분해능의 디지털 데이터를 고속 1 비트의 디지털 데이터로 변환합니다 . ADC의 경우와 마찬가지로 변조기의 주파수는 양자화 노이즈를 생성하며 , 거의 모든 양자화 노이즈 에너지가 나이퀴스트 주파수보다 높게 됩니다 .

그후 디지털 1 비트 데이터는 본질적으로 선형인 1 비트 DAC로 전달됩니다 . DAC 출력에는 더 높은 주파수를 갖는 양자화 노이즈가 포함되며 , 일부 이미지가 여전히 실제 샘플 속도의 8 배수 부근에 남아 있게 됩니다 .

아날로그 출력 필터

이미지 제거 및 보간 필터그림 2-2와 같이 주파수 스펙트럼 전반에 걸쳐 샘플링된 신호가 반복됩니다 . 이 그림은 신호의 반복이 샘플 속도 fs의 1/2 보다 높은 주파수에서 시작되고 , 이론적으로는 스펙트럼 전체에 걸쳐 무한대로 계속되는 모습을 보여줍니다 . 데이터는 실제 1/2 fs (기저대역 )보다 낮은 주파수 성분만을 표시하기 때문에 , 이미지가 샘플링된 데이터에 남아 있게 됩니다 . 디바이스는 신호에 남이 있는 이러한 이미지를 다음의 3 단계의 필터링을 통해 제거합니다 .

그림 2-2. 샘플링된 신호

fs 8 fs 32 fs 64 fs



먼저 데이터를 2n의 인수로 디지털 보간합니다 . 여기서 n은 0에서 6 (NI 443x)까지의 양의 정수이거나 0에서 7 (NI 446x)까지의 양의 정수입니다 . 그러므로 , 유효 샘플링 속도 (fes)는 2n × fs입니다 . 이 보간 인수는 유효 샘플링 속도를 51.2 kS/s 이상 (NI 443x) 또는 102.4 kS/s 이상 (NI 446x)의 범위로 이동시키기에 충분한 값이어야합니다 . 그림 2-3은 4 배로 보간한 결과의 이미지의 예를 보여줍니다 . 이후 선형 위상 디지털 필터가 0.5 fs보다 큰 에너지를 거의 모두 제거합니다 .

그림 2-3. 디지털 필터링 이후 신호

두번째로 DAC가 새로운 주파수 (fDAC)에서 데이터를 다시 샘플링합니다 . fDAC의 주파수는 fes보다 8배 더 높습니다 . 그림 2-4는 이미지의 결과를 보여줍니다 .

그림 2-4. DAC 필터링 이후 이미지

fs 32 fs 64 fs8 fs2 fesfes 8 fes 16 fes

fs 32 fs 64 fs Frequency8 fs2 fesfes 8 fes 16 fes

fDAC 2 fDAC



데이터가 디지털 샘플링되어 fes의 8배로 유지되므로 , DAC에서 추가적인 (자체 ) 필터링이 발생합니다 . 이 필터링은 sinx/x 응답을 가지며 , 그림 2-5와 같이 , fs의 8배 되는 곳에서 널 값을 생성합니다 .

그림 2-5. DAC 이후 신호

셋째로 그림 2-6과 같이 , 89 kHz (NI 4431) 또는 243 kHz (NI 4461)로 컷오프를 고정한 멀티 폴 아날로그 필터가 남아 있는 이미지를 필터링합니다 .

그림 2-6. 아날로그 필터링 이후 신호

필터 지연출력 필터 지연—디지털 데이터가 DAC 및 보간 디지털 필터를 통해 전파되는데 필요한 시간을 의미하며 , 이는 DAC의 업데이트 속도에 따라 다릅니다 . 예를 들어 NI 4461에서 10 kS/s에서의 필터 지연은 38.5 업데이트 클럭 사이클입니다 . 따라서 이 신호에는 3.85 ms 상당의 지연이 발생합니다 . 이 지연은 자극 -반응 측정 , 제어 어플리케이션 또는 루프 시간이 중시되는 어플리케이션에 중요한 요인입니다 . 테이블 2-5와 테이블 2-6에서 보이는 것과 같이 주파수가 다르므로 , 샘플 속도를 최대화하여 특정 수의 지연될 업데이트 클럭 사이클에 필요한 시간을 최소화할 수 있습니다 .

DAC


fDAC 2 fDAC

16 fs 24 fs 40 fs 48 fs 56 fs


fDAC 2 fDAC

16 fs 24 fs 40 fs 48 fs 56 fs



보간 필터는 업데이트 속도에 따라 출력 필터를 추가합니다 . 테이블 2-5 및 테이블 2-6은 보간 필터가 출력 필터 지연에 미치는 영향에 대한 더 자세한 정보를 제공합니다 .

FIFO 및 PCI 데이터 전송DSA 디바이스의 입력 채널은 하나의 FIFO 버퍼를 공유하고 , 출력 채널은 또 다른 하나의 FIFO 버퍼를 공유합니다 . NI USB-443x 스펙 및 NI 446x 스펙에는 버퍼 샘플 심도에 대한 정보가 들어 있습니다 .

NI 4461의 데이터 전송 요청 조건은 유연합니다 . 사용자는 프로그래밍이 가능한 FIFO 조건에 따라 DMA 전송을 요청할 수 있도록 디바이스를 프로그래밍할 수 있습니다 . 특정 디바이스의 사용 조건에 대한 더 자세한 정보는 NI-DAQmx 도움말이나 LabVIEW 도움말을 참조하십시오 .

노트 USB 디바이스는 전송 요청 조건 설정을 지원하지 않습니다 .

테이블 2-5. NI 4461의 보간 인수 및 출력 필터 지연

업데이트 속도 (kS/s) 보간 인수 NI 4461 출력 필터 지연 ( 샘플 )

1.0 ≤ fs ≤ 1.6 128 36.6

1.6 < fs ≤ 3.2 64 36.8

3.2 < fs ≤ 6.4 32 37.4

6.4 < fs ≤ 12.8 16 38.5

12.8 < fs ≤ 25.6 8 40.8

25.6 < fs ≤ 51.2 4 43.2

51.2 < fs ≤ 102.4 2 48.0

102.4 < fs ≤ 204.8 1 32.0

테이블 2-6. NI 4431의 보간 인수 및 출력 필터 지연

업데이트 속도 (kS/s) 보간 인수 NI 4461 출력 필터 지연 ( 샘플 )

0.8 ≤ fs < 1.6 64 63.3

1.6 ≤ fs < 3.2 32 62.6

3.2 ≤ fs < 6.4 16 61.3

6.4 ≤ fs < 12.8 8 58.5

12.8 ≤ fs < 25.6 4 53

25.6 ≤ fs < 51.2 2 42

51.2 ≤ fs ≤ 102.4 1 20



전원 꺼짐 및 전원 상실NI 4461의 전원을 끄거나 또는 전원을 상실하게 되면 , 출력 채널은 하이 임피던스 상태를 가정합니다 . NI 4461의 출력은 대략 8 ms 후에 0.0 V로 떨어집니다 . 그림 2-7은 전원을 끄거나 전원을 상실했을 때 NI 4461이 10 V를 생성하는 동작을 보여줍니다 .

그림 2-7. 전원 꺼짐 및 전원 상실시의 동작

트리거링

DSA 디바이스는 시작 트리거 및 참조 트리거라는 2 가지 타입의 트리거를 지원합니다 .• DSA 디바이스가 시작 트리거를 사용하도록 설정하면 , 반환되는 데이터는 시작 트리거가

발생한 후 수집한 샘플로 구성됩니다 .• DSA 디바이스가 참조 트리거를 사용하도록 설정하면 , 반환된 데이터는 트리거 이전 및

이후에 수집한 샘플로 구성됩니다 . 참조 트리거 이전에 수집한 샘플은 트리거 이전 샘플이라 부르며 , 참조 트리거 이후에 수집한 샘플은 트리거 이후 샘플이라 부릅니다 .

예를 들어 , DSA 디바이스가 디지털 시작 트리거 , 아날로그 참조 트리거를 사용하고 100개의 트리거 이전 샘플과 및 200개의 트리거 이후 샘플을 수집하도록 설정할 수 있습니다 . 이 경우 디바이스는 디지털 시작 트리거가 발생한 후 데이터 수집을 시작합니다 . 디바이스는 최소 100개의 샘플을 수집한 후 , 아날로그 참조 트리거를 찾기 시작합니다 . 참조 트리거가 발생하면 , 디바이스는 200개의 샘플을 수집한 후 정지합니다 . 반환된 데이터는 참조 트리거 이전에 수집한 100개의 샘플과 참조 트리거가 발생한 이후에 수집한 200개의 샘플로 구성됩니다 . NI-DAQmx 트리거 VI를 사용하여 트리거 프로퍼티를 설정할 수 있습니다 .

시작 트리거와 참조 트리거를 독립적으로 설정할 수 있으며 , 아날로그 소스 및 디지털 소스와 같은 다양한 종류의 소스를 사용할 수 있도록 설정할 수 있습니다 . 신호의 상승이나 하강 에지 중 하나에서 트리거가 발생할 수 있도록 설정할 수 있습니다 . 또한 아날로그 트리거의 경우 ,

0 1 2 3 4 5 6 7 8(μs)

–2

0

2

4

6

8

10

(V)

–4



히스테리시스가 있는 에지에서 트리거하기 , 미리 지정된 윈도우에 신호가 입력될 때 또는 신호가 떠날 때 트리거하기와 같은 다른 모드의 작업도 지원합니다 . 시작 및 참조 트리거를 독립적으로 설정할 수 있기 때문에 , 한 신호의 다른 에지를 사용하여 수집 및 생성을 컨트롤할 수 있습니다 .

웨이브폼에서 반복적으로 트리거하는 동안 , 실제 디지털화된 데이터와 비교하였을 때 트리거 레벨이 떨어지는 곳이 확실하지 않기 때문에 지터가 발생할 수 있습니다 . 이 트리거 지터는 항상 하나의 샘플 주기보다 작지만 , 샘플 속도가 대역폭의 단지 두 배인 경우라면 지터가 상당히 크게 여겨질 수 있습니다 . 일반적으로 지터는 데이터 프로세스에는 영향을 주지 않으며 , 샘플 속도를 높여서 지터를 감소시킬 수 있습니다 .

디지털 트리거링DSA 디바이스가 디바이스 전면 패널에 있는 PFI 0 커넥터의 디지털 신호에 응답하여 트리거하도록 설정할 수 있습니다 . 이 핀은 NI 447x에서는 EXT TRIG, NI 446x 및 NI 449x에서는 PFI0 라고 표시되어 있습니다 . 트리거 회로는 상승 에지나 하강 에지 중 하나에서 응답할 수 있습니다 . 트리거 신호는 TTL 전압 레벨을 준수해야 합니다 . 더 자세한 트리거 요구 사항에 대해서는 NI USB-443x 스펙 , NI 446x 스펙 , NI 447x 스펙 및 NI 449x 스펙을 참조하십시오 .

또한 PXI 및 PCI DSA 디바이스는 PXI/PXIe 또는 RTSI 트리거 버스에서 신호에 응답하여 디지털 트리거링을 제공합니다 . PXI_Trig<0..6> 또한 RTSI<0..6>에 있는 라인을 모두 사용할 수 있습니다 . 단 , 여러 개의 NI PXI-447x 디바이스를 동기화할 때 PXI_Trig 5가 내부 사용용으로 예약되므로 이는 예외 사항입니다 . 외부 디지털 트리거링의 경우에서와 같이 , 디바이스가 상승 신호 에지나 하강 신호 에지 중 하나에서 응답하도록 프로그래밍 할 수 있습니다 .

노트 NI USB-443x 디바이스에는 트리거링을 위한 8개의 PFI 라인이 있습니다 . 이 PFI 라인은 디바이스의 후면에 위치해 있습니다 .

아날로그 트리거링DSA 디바이스 아날로그 트리거 회로를 설정하여 데이터를 수집하는 입력 채널을 모니터할 수 있습니다 . 입력 채널을 트리거 채널로 선택하여도 입력 채널의 수집 기능에 영향을 주지 않습니다 .

트리거 회로는 입력 신호 및 정의된 트리거 레벨에 기반하여 내부 디지털 트리거를 생성합니다 . 예를 들어 입력 신호가 특정 임계점을 넘은 후에도 샘플 수집을 시작하도록 디바이스를 설정할 수 있습니다 . 또한 이 내부 트리거를 PXI/PXIe 또는 RTSI 트리거 버스에 연결하여 , 하나의 디바이스에서 수집 작업을 시작하여 시스템 내의 다른 디바이스의 작업을 동기화할 수 있습니다 .

DSA 디바이스에서는 아날로그 에지 , 히스테리시스가 있는 아날로그 에지 및 윈도우 트리거링과 같은 여러 개의 아날로그 트리거링 모드를 사용할 수 있습니다 .



아날로그 에지 트리거링아날로그 에지 트리거링을 하려면 , 디바이스가 상승 및 하강 에지 중 하나에서 특정 신호 레벨과 기울기를 감지하도록 설정하십시오 . 그림 2-8은 상승 에지 아날로그 트리거링의 예입니다 .트리거는 신호가 레벨 아래쪽에서 시작하여 레벨 위쪽으로 넘어갈 때 지정됩니다 .

그림 2-8. 아날로그 트리거 레벨

히스테리시스를 사용하는 아날로그 에지 트리거링아날로그 에지 트리거링에 히스테리시스를 추가하면 트리거 레벨 위 또는 아래에 윈도우가 추가됩니다 . 신호의 노이즈나 지터로 인한 트리거링 오류를 줄이는데 이 트리거가 자주 사용됩니다 . 예를 들어 3.2 V 레벨을 사용하는 그림 2-8의 예에 1 V의 히스테리시스를 추가하는 경우 , 신호가 2.2 V에서 시작하거나 또는 그 이하로 떨어져야 트리거가 활성화됩니다 . 트리거는 그림 2-9와 같이 신호가 3.2 V 위로 올라가면 지정되고 , 2.2 V 아래로 떨어지면 지정 해제됩니다 .

그림 2-9. 상승 기울기의 히스테리시스를 사용하는 아날로그 에지 트리거링

하강 기울기가 있는 히스테리시스를 사용하는 경우 , 신호가 레벨 위쪽의 값과 히스테리시스 값을 더한 곳에서 시작할 때 트리거가 활성화되며 신호가 레벨 밑으로 내려가면 트리거가 지정됩니다 . 예를 들어 3.2 V 레벨에 1 V의 히스테리시스를 추가하는 경우 신호가 4.2 V에서 시작하거나 그 이상으로 상승해야 트리거가 활성화됩니다 . 그림 2-10과 같이 신호가 3.2 V 아래로 내려가면 트리거가 지정되고 , 4.2 V 위로 올라가면 지정 해제됩니다 .

0

3.2 V

3.2 V

2.2 V



그림 2-10. 하강 기울기의 히스테리시스를 사용하는 아날로그 에지 트리거링

윈도우 트리거링윈도우 트리거는 아날로그 신호가 2개의 레벨로 정의된 윈도우에 들어가거나 윈도우를 나올 때 발생합니다 . 윈도우 최상위 값과 윈도우 최하위 값을 설정하여 레벨을 지정합니다 . 그림 2-11은 신호가 윈도우를 들어갈 때 데이터를 수집하는 트리거를 보여줍니다 . 또한 신호가 윈도우를 나갈 때 데이터를 수집하도록 트리거 회로를 프로그램할 수 있습니다 .

그림 2-11. 윈도우 트리거링

트리거링과 필터 지연아날로그 및 디지털 트리거링은 ADC에서의 필터 지연에 따라 다른 동작을 보입니다 .

디지털 트리거링을 사용하는 경우 , ADC는 디지털 트리거 신호를 받은 즉시 디지털 데이터를 생성하기 시작합니다 . 그러나 ADC에 입력되는 아날로그 신호는 여전히 필터 지연의 영향을 받습니다 . 이는 트리거를 받은 후 일정한 수의 샘플 간격이 지난 후가 될 때까지 ADC 전면의 아날로그 레벨이 디지털화되지 않는다는 것을 의미합니다 . 다음 실험을 통해 이러한 동작을 관찰할 수 있습니다 . 외부 디지털 트리거 입력과 AI 채널에 같은 TTL 신호를 연결합니다 . 디지털 트리거에 응답하도록 수집을 설정합니다 . 트리거의 상승 에지는 특정 수의 필터 지연 샘플이 경과할 때까지 디지털화된 웨이브폼에 표시되지 않습니다 . 필터 지연에 대한 자세한 정보는 NI USB-443x 스펙 , NI 446x 스펙 , NI 447x 스펙 및 NI 449x 스펙을 참조하십시오 .

아날로그 트리거링은 ADC의 디지털 출력에서 실행됩니다 . DSA 디바이스에서 아날로그 트리거 회로는 디지털 비교기 (Comparator)입니다 . 신호 경로에서 트리거가 ADC 뒤에 위치해 있기 때문에 , 수집한 데이터에서 필터 지연은 분명하게 나타나지 않습니다 . 아날로그 트리

4.2 V

3.2 V



거가 상승 에지에서 1.0 V의 레벨로 설정되어 있는 경우 , 첫 번째 샘플의 전압은 1.0 V를 조금 넘는 값입니다 .

노트 (NI USB-4431 및 NI 4461) 어플리케이션의 AO 필터 지연도 고려해야 합니다 . 디지털 필터에서는 AO 작업 중에 타이밍에 결정적인 지연이 발생합니다 .

필터 지연 제거NI 449x 디바이스는 AI.RemoveFilterDelay 프로퍼티를 지원합니다 . 이 기능을 활성화하면 NI 449x 디바이스는 아날로그 입력 경로의 필터 지연을 자동으로 보상합니다 .

노트 AI.RemoveFilterDelay 프로퍼티는 아날로그 시작 트리거와 함께 사용할 수 없습니다 .

NI 449x가 204.8 kS/s의 속도로 샘플링하고 디지털 시작 트리거에 응답하도록 설정했다고 가정합니다 . 이 샘플링 속도에서 필터 지연은 64 샘플입니다 . 필터 지연 제거 기능을 활성화하지 않으면 , 시작 트리거 전에 처음 샘플링은 대략 64개의 샘플을 수집합니다 . 필터 지연 제거 기능을 활성화하면 , 시작 트리거의 대략 한 샘플 주기 내에 첫번째 샘플이 수집됩니다 .

AI.RemoveFilterDelay 프로퍼티는 NI 449x 디바이스를 필터 지연이 없는 다른 데이터 수집 디바이스에 동기화하는 경우에 특히 유용합니다 . 필터 지연 제거 기능을 활성화하면 , 동기화된 모든 디바이스로부터 수집된 데이터가 대략 한 샘플 주기 내에서 정렬됩니다 .

여러 대의 NI 449x 디바이스를 동기화하는 경우 , 모든 디바이스에서 필터 지연 제거 기능을 활성화해야 합니다 . 그렇지 않은 경우 수집된 데이터가 정렬되지 않습니다 .

아날로그 참조 트리거를 사용하며 샘플 클럭을 반출하여 다른 디바이스 (예를 들어 NI X 시리즈 )를 동기화하는 경우 , 필터 지연 제거 기능을 사용할 때 유의해야 할 주의사항이 있습니다 .이 경우 NI 449x 디바이스의 필터 지연값을 요청된 트리거 이전 샘플값에 수동으로 더하고(내림하여 정수로 만듬 ), 그 값을 NI 449x 샘플 클럭을 반입하는 모든 디바이스의 트리거 이후 샘플 값에서 뺍니다 . 이 단계를 수행하지 않으면 , 샘플 클럭을 반입하는 디바이스는 수집을 완료하지 못하게 됩니다 .

타이밍 및 동기화

타이밍 신호

주파수 타임 베이스DSA 디바이스에는 고정 발진기가 내장되어 있습니다 . 발진기는 DDS (Direct Digital Synthesis) 칩을 사용하며 , 이 칩은 또 하나의 내장형 타이밍 신호를 생성하는데 사용됩니다 .

참조 클럭PXI/PXIe 섀시 백플레인은 각 주변 기기 슬롯에 공통으로 10 MHz 참조 클럭을 제공합니다 . 버퍼는 독립적으로 섀시 내의 각 디바이스에 클럭 신호를 구동합니다 .



참조 클럭 동기화를 지원하는 DSA 디바이스는 주파수 타임베이스를 공유된 참조에 고정할 수 있습니다 .

섀시의 Star 트리거 슬롯의 P2 커넥터에 있는 PXI_CLK_IN 핀을 통해 외부 소스로 PXI_CLK10를 구동할 수 있습니다 . 이 핀에서 외부 클럭 소스를 구동하면 PXI/PXIe 백플레인에서 생성된 10 MHz 소스는 자동으로 비활성화됩니다 .

오버샘플 클럭DSA 디바이스에서 사용된 델타 -시그마 변환기는 요청한 샘플링 속도보다 훨씬 빠른 속도인 속도당 1 비트의 샘플을 수집합니다 . 결과로 나온 1 비트의 데이터 스트림은 요청한 샘플링 속도에서 24 비트 스트림으로 변환됩니다 . 오버샘플 클럭은 델타 -시그마 변환기의 1 비트 샘플의 수집을 구동합니다 . 오버샘플 클럭의 주파수는 요청한 샘플링 속도의 배수입니다 .

샘플 클럭 타임베이스샘플 클럭 타임베이스는 DSA 디바이스에서 오버샘플 클럭을 생성하기 위해 사용한 타이밍 신호입니다 . 한 DSA 디바이스에 있는 변환기들은 모두 하나의 공통 샘플 클럭 타임베이스를 공유합니다 .

DSA 디바이스가 (다른 디바이스에 동기화되지 않고 ) 독립적으로 작동할 때 , DDS 칩은 샘플 클럭 타임베이스를 생성합니다 . DDS를 통해 우수한 주파수 분해능의 프로그램가능한 클럭을 생성할 수 있습니다 . DDS 칩은 28 비트와 32 비트 사이의 분해능을 가지며 , 228 및 232 주파수 스텝을 생성하여 샘플 클럭 타임베이스를 생성할 수 있습니다 .

여러 대의 DSA 디바이스를 동기화하는 경우 , 각 디바이스는 공통 샘플 클럭 타임베이스를 공유해야 합니다 . 여러 대의 디바이스가 하나의 공통 샘플 클럭 타임베이스를 공유하는 경우 , 각 디바이스는 ADC 및 DAC 오버샘플 클럭의 위상 정렬된 버전을 생성할 수 있습니다 . 이 경우 여러 대의 디바이스 간에 접한 동기화가 가능합니다 . 공통 샘플 클럭 타임베이스를 공유하는 데에는 다음의 두 가지 방법이 있습니다 :• 마스터 디바이스에서 샘플 클럭 타임베이스를 생성합니다 . 생성된 타임베이스를 모든 슬

레이브 디바이스에 연결합니다 . 더 자세한 정보는 이 장의 마스터 샘플 클럭 타임베이스 동기화 섹션을 참조하십시오 .

• 각 DSA 디바이스를 설정하여 각각의 샘플 클럭 타임베이스를 생성하도록 합니다 . 각 디바이스의 주파수 타임베이스를 백플레인에서 제공된 참조 클럭에 고정합니다 . 이 때 동기화 펄스가 각 디바이스로 분배될 수 있습니다 . 이렇게 하면 각 디바이스의 샘플 클럭 타임베이스가 자동으로 위상 정렬됩니다 . 더 자세한 정보는 이 장의 참조 클럭 동기화 (PXI/PXIe의 경우 ) 섹션을 참조하십시오 .

샘플링 속도 (fs)와 샘플 클럭 타임베이스 속도 (ftb)간의 비율은 여러 값 중 하나가 될 수 있습니다 . 더 자세한 정보는 NI 446x 스펙 , NI 447x 스펙 , NI 449x 스펙 또는 NI USB-443x 스펙을 참조하십시오 .

샘플 클럭 타임베이스는 주파수 및 안정성에 대해 엄 한 요구 조건을 갖습니다 . DSA 디바이스는 엔코더와 회전속도계 (tachometer)와 같은 외부 신호 소스에서 오는 임의의 클럭 신호를 수용하지 않습니다 . 그러나 Sound and Vibration Measurement Suite의 신호 처리 기능이 엔코더 또는 회전속도계 어플리케이션의 외부 클럭 신호를 훌륭히 대체하는 경우도 자주 있습니다 . Sound and Vibration Measurement Suite에 대한 더 자세한 정보는 ni.com/soundandvibration을 참조하십시오 .



노트 (NI USB-4431 및 NI 4461) NI USB-4431 및 NI 4461에서는 입력 작업과 출력 작업을 서로 다른 속도로 동시에 실행할 수 있습니다 . 그러나 모든 작업에 대한 타이밍 정보는 하나의 공통 샘플 클럭 타임베이스에서 비롯하며 , 각 입력 및 출력 속도 간의 비율은 2의 거듭제곱이어야 합니다 . 예를 들어 , 입력 샘플 속도가 8 kS/s라고 가정하면 유효한 출력 업데이트 속도는 2 kS/s, 8 kS/s, 16 kS/s 및 64 kS/s와 같은 값입니다 . 이 경우 20 kS/s는 8 kS/s와 20 kS/s 간의 비율이 2의 거듭제곱이 아니므로 유효한 출력 업데이트 속도가 아닙니다 .

동기화 펄스DSA 동기화에는 동기화 펄스가 사용됩니다 . 그 두 가지 목적은 다음과 같습니다 :• 각 DSA 디바이스에 있는 DDS 칩과 클럭 분할기를 동시에 리셋합니다 . 이 때 각 디바이스에 있는 샘플 클럭 타임베이스 신호 (참조 클럭 동기화를 사용할 때 ) 및 오버샘플 클럭이 정렬됩니다 .

• 각 DSA 디바이스에 있는 ADC와 DAC를 동시에 리셋합니다 . 이 때 ADC와 DAC가 정렬됩니다 .

여러 개의 DSA를 동기화할 경우 , 하나의 디바이스에서 동기화 펄스를 반출하고 다른 모든 디바이스는 그 펄스를 반입해야 합니다 . 이 때 시스템의 각 디바이스가 동시에 리셋될 수 있습니다 .

시작 트리거여러 대의 DSA 디바이스를 동기화할 때 , 각 디바이스는 동시에 데이터를 수집 (및 생성 )해야 합니다 . 수집 및 생성 이벤트를 정렬하려면 , 하나의 디바이스가 시작 트리거를 반출하고 다른 모든 디바이스는 해당 트리거를 반입해야 합니다 .

샘플링 속도 및 업데이트 속도 , 정확도 및 강제 변환DSA 디바이스에서 DDS 칩은 샘플 클럭 타임베이스를 생성합니다 . DDS는 뛰어난 주파수 분해능을 갖는 프로그램 가능한 클럭을 생성하는 방법의 하나입니다 . DDS 칩은 주파수 타임베이스라 부르는 더 높은 주파수 클럭을 입력으로 받습니다 . 디바이스에서 모든 타이밍 신호는 샘플 클럭 타임베이스에서 옵니다 .

DSA 디바이스를 사용할 때에는 , 디바이스가 샘플을 수집 및 생성할 때 사용할 샘플링 속도 및 업데이트 속도를 지정해야 합니다 . 그러나 디바이스가 정확히 요청한 바로 그 속도로 실행되는 것은 아닙니다 . 요청한 속도와 실제 속도와의 차이는 다음의 두 가지 요인에 따라 다릅니다 :• 주파수 타임베이스 (DDS 칩의 입력 )의 정확성 • DDS 칩의 주파수 분해능

주파수 타임베이스의 정확도는 대개 DDS 칩의 주파수 분해능을 좌우하며 , 특히 내부 주파수 타임베이스가 사용되는 경우에 그러합니다 . 그러나 일부 어플리케이션에서 DDS 칩의 주파수 분해능의 효과를 이해하고 있으면 유용합니다 .

한 DSA 디바이스의 주파수 타임베이스에 에러가 없다고 가정합니다 . DDS 칩이 무제한적인 주파수 분해능을 갖는 것은 아니므로 실제 속도와 요청한 속도 사이에는 여전히 작은 에러가 있게 됩니다 . 예를 들어 NI 4461이 200 kS/s의 속도로 데이터를 수집하도록 요청하였다면 ,



NI-DAQmx는 샘플링 속도가 200.0000000407 kS/s 보다 약간 높아지도록 자동으로 강제 변환합니다 . 이 과정은 보이지 않는 과정이지만 , 사용자가 NI-DAQmx에서 SampClk.Rate NI-DAQmx 타이밍 프로퍼티를 읽어 강제 변환된 샘플링 속도 또는 업데이트를 속도를 쿼리할 수 있습니다 . 반환된 값은 주파수 타임베이스에서의 에러를 고려하지 않습니다 . 강제변환된 속도 계산하기 섹션의 절차를 따라 해당 속도를 계산할 수 있습니다 .

강제변환된 속도 계산하기다음의 단계에 따라 강제 변환된 속도를 계산하십시오 :1. 요청한 속도로 실행하기 위해 필요한 샘플 클럭 타임베이스 (DDS 칩 출력 )의 주파수를

계산합니다 .2. 요청한 속도로 실행하기 위해 필요한 튜닝 워드의 값을 계산합니다 . 튜닝 워드란 원하는

샘플 클럭 타임베이스 주파수를 설정하기 위해 DDS 칩에 프로그램한 28 비트 또는 32 비트의 정수입니다 . 대부분의 경우 튜닝 워드를 계산해 보면 정수가 아닙니다 . 이는 DDS 칩이 요청한 속도에서 실행되기 위해 필요한 정확한 샘플 클럭 타임베이스 주파수를 생성할 수 없음을 의미합니다 . 이 경우 NI-DAQmx는 계산된 튜닝 워드를 다음으로 높은 정수값으로 반올림합니다 . 그러므로 , 강제 변환된 속도는 요청된 속도보다는 약간 높게 됩니다 .

3. 반올림된 튜닝 워드를 사용하여 샘플 클럭 타임베이스의 실제 주파수를 계산합니다 .4. 샘플 클럭 타임베이스의 실제 주파수를 사용하여 , 샘플을 수집하거나 생성할 때 DSA 디바이스가 사용할 실제 속도를 계산합니다 .

샘플 클럭 타임베이스 주파수 계산하기테이블 2-7, 2-8, 2-9 또는 2-10을 사용하여 속도 배율을 결정합니다 . 속도 배율은 원하는 속도 ,사용 중인 디바이스 및 NI 447x를 사용하는 경우 향상된 저주파 앨리어스 제거를 활성화하였는지 여부에 따라 다릅니다 . 또한 속도 배율은 실제 샘플링 속도 또는 업데이트 속도를 계산하는데 사용됩니다 . 실제 샘플링 속도 또는 업데이트 속도 계산하기 섹션을 참조하십시오 .

테이블 2-7. NI 443x의 속도 배율

속도 (kS/s) 속도 배율

0.8 ≤ fs < 1.6 215

1.6 ≤ fs < 3.2 214

3.2 ≤ fs < 6.4 213

6.4 ≤ fs < 12.8 212

12.8 ≤ fs < 25.6 211

25.6 ≤ fs < 51.2 210

51.2 ≤ fs ≤ 102.4 29





1.0 ≤ fs ≤ 1.6 214

1.6 < fs ≤ 3.2 213

3.2 < fs ≤ 6.4 212

6.4 < fs ≤ 12.8 211

12.8 < fs ≤ 25.6 210

25.6 < fs ≤ 51.2 29

51.2 < fs ≤ 102.4 28

102.4 < fs ≤ 204.8 27


속도 (kS/s) 속도 배율속도 배율 , 강화된 앨리어스 제거가 활

성화된 경우

1.0 ≤ fs ≤ 1.6 28 213

1.6 < fs ≤ 3.2 28 212

3.2 < fs ≤ 6.4 28 211

6.4 < fs ≤ 12.8 28 210

12.8 < fs ≤ 25.6 28 29

25.6 < fs ≤ 51.2 28 —

51.2 < fs ≤ 102.4 27 —



0.1 ≤ fs ≤ 0.2 217

0.2 < fs ≤ 0.4 216

0.4 < fs ≤ 0.8 215

0.8 < fs ≤ 1.6 214

1.6 < fs ≤ 3.2 213



식 2-1을 참조하여 샘플 클럭 타임베이스의 주파수를 결정합니다 .

(2-1)

여기서 ,Rate는 원하는 샘플링 속도 또는 업데이트 속도이고 ,RateMultiplier는 테이블 2-7~ 2-10의 속도 배율 값입니다 .

DDS 튜닝 워드 계산하기테이블 2-11을 사용하여 주파수 타임베이스 (DDS의 입력 클럭 )의 주파수 , DDS의 비트 개수 및 사용 중인 디바이스의 외부 클럭 배율의 크기를 구합니다 . 이 값은 샘플 클럭 타임베이스의 실제 주파수 계산하기 섹션에서도 또한 사용됩니다 .

3.2 < fs ≤ 6.4 212

6.4 < fs ≤ 12.8 211

12.8 < fs ≤ 25.6 210

25.6 < fs ≤ 51.2 29

51.2 < fs ≤ 102.4 28

102.4 < fs ≤ 204.8 27

테이블 2-11. DSA 디바이스의 클럭 프로퍼티

디바이스주파수 타임베이스의 공칭 주파수

(MHz) DDS 비트의 개수 외부 클럭 배율

NI 443x 48.0 28 6

NI 446x 100.0 32 1

NI 447x 104.8576

NI 449x 100.0

테이블 2-10. NI 449x의 속도 배율 (계속됨 )


SampTimebaseRate Rate RateMultiplier×=



식 2-2를 참조하여 DDS 튜닝 워드를 결정합니다 .

(2-2)

여기서 ,SampTimebaseRate은 샘플 클럭 타임베이스의 주파수 (샘플 클럭 타임베이스 주파수 계산하기 섹션에서 계산함 )입니다 .ExternalMult, DdsBits 및 FreqTimebaseRate는 테이블 2-11의 값입니다 .

천정 함수 (ceiling function)는 숫자를 그 다음 높은 정수로 올림합니다 . 예를 들어 , ceiling (1.1) = 2이고 ceiling (2.0) = 2입니다 .

샘플 클럭 타임베이스의 실제 주파수 계산하기식 2-3을 참조하여 샘플 클럭 타임베이스의 실제 주파수를 결정합니다 .

(2-3)

여기서 ,TuningWord는 DDS 튜닝 워드 계산하기에서 계산한 DDS 튜닝 워드입니다 .ExternalMult, DdsBits 및 FreqTimebaseRate는 테이블 2-11의 값입니다 .

실제 샘플링 속도 또는 업데이트 속도 계산하기식 2-4를 참조하여 실제 샘플링 속도 또는 업데이트 속도를 결정합니다 .

(2-4)

여기서 ,ActSampTimebaseRate는 샘플 클럭 타임베이스의 실제 주파수 계산하기 섹션에서 계산한 실제 클럭 타임베이스 속도입니다 .RateMultiplier는 테이블 2-7 ~ 2-10의 속도 배율 값입니다 .

TuningWord ceiling SampTimebaseRateExternalMult

--------------------------------------------------------------------------------- 2DdsBits

FreqTimebaseRate-----------------------------------------------------------------------------×

=

ActSampTimebaseRate

TuningWord

2DdsBits------------------------------------------------- FreqTimebaseRate× ExternalMult×=

ActRate ActSampTimebaseRateRateMultiplier

-----------------------------------------------------------------------------------------------=



강제변환된 샘플링 속도 계산하기의 예테이블 2-12는 여러 DSA 디바이스가 각자 다른 속도로 실행되도록 설정하였을 경우에서 , 각 디바이스의 실제 샘플링 속도를 나열합니다 . 이 경우는 주파수 타임베이스가 정확히 공칭 속도로 실행된다고 가정합니다 .

식 2-5 ~ 2-8은 NI 4461에서 1 kS/s의 샘플링 속도가 약간 더 높은 값으로 강제변환되는 것을 보여줍니다 .

샘플 클럭 타임베이스 주파수 계산하기테이블 2-8에서 , 1 kS/s 샘플링 속도에서의 속도 배율은 214입니다 . 그러므로 샘플 클럭 타임베이스의 주파수는 다음과 같습니다 :

(2-5)

DDS 튜닝 워드 계산하기테이블 2-11에서 NI 4461의 주파수 타임베이스의 주파수는 100.0 MHz, DDS는 32 비트 , 외부 클럭 배율은 1입니다 . 1 kS/s로 샘플링할 때 식 2-5에서 계산된 샘플 클럭 타임베이스 주파수는 16.384 MHz입니다 . 그러므로 튜닝 워드는 다음과 같습니다 :

(2-6)

테이블 2-12. DSA 디바이스의 강제변환된 샘플링 및 업데이트 속도 (kS/s)

원하는 속도 (kS/s)

DSA 디바이스

NI 443x NI 446x NI 447x NI 449x

1.0 1.0000000111 1.000000000317 1.0 1.000000000317

20.0 20.000000484 20.0000000177 20.0 20.0000000177

80.0 80.00000194 80.0000000709 80.0 80.0000000709

100.0 100.000000326 100.0000000204 100.0 100.0000000204

SampTimebaseRateRate RateMultiplier× 1 kS/s 214× 16.384 MHz= = =

TuningWord

= ceiling SampTimebaseRateExternalMult

--------------------------------------------------------------------------------- 2DdsBits

FreqTimebaseRate-----------------------------------------------------------------------------×

ceiling 16.384 MHz1

----------------------------------------- 232

100.0 MHz------------------------------------×

703,687,442==



샘플 클럭 타임베이스의 실제 주파수 계산하기NI 4461의 주파수 타임베이스의 주파수는 100.0 MHz, DDS는 32 비트 , 외부 클럭 배율은 1입니다 . 1 kS/s로 샘플링할 때 식 2-6에서 계산된 튜닝 워드는 703,687,442입니다 . 그러므로 샘플 클럭 타임베이스의 실제 주파수는 다음과 같습니다 :

(2-7)

실제 샘플링 속도 또는 업데이트 속도 계산하기1 kS/s 샘플링 속도에서 NI 4461의 속도 배율은 214입니다 . 식 2-7에서 , 샘플 클럭 타임베이스의 실제 주파수는 16.38400000520 MHz입니다 . 그러므로 실제 샘플링 속도는 다음과 같습니다 .

(2-8)

동기화NI-DAQmx는 여러 대의 DSA 디바이스가 서로 같은 속도로 실행되도록 자동으로 동기화할 수 있습니다 . 여러 대의 디바이스의 채널을 하나의 NI-DAQmx 태스크에 더하면 , NI-DAQmx는 자동으로 클럭 공유 및 동기화 펄스 연결을 제어합니다 .

다음 방법은 여러 대의 디바이스의 채널을 NI-DAQmx 태스크에 추가하는 방법을 보여줍니다 .• DAQ 어시스턴트를 사용하는 경우 , 한 번에 하나 이상의 물리적인 채널을 선택할 수 있거나 채널 추가 버튼을 클릭하여 채널을 추가할 수 있습니다 .

• 프로그램적으로 태스크를 생성할 경우 , PXI1Slot2/ai0:7,PXI1Slot3/ai0:7과 같이 여러 개의 디바이스의 채널을 포함하는 물리적인 채널 문자열을 지정할 수 있습니다 .

• 또한 하나의 태스크에서 [DAQmx 채널 생성 ] VI를 여러 번 호출하여 각 호출별로 다른 채널을 지정할 수도 있습니다 . 이렇게하면 하나의 태스크에서 가속도 , 사운드 , 압력 및 전압과 같은 여러 개의 측정을 할 수 있게 됩니다 .

일부 어플리케이션에서는 여러 대의 디바이스의 입력과 출력 작업 간에 접한 동기화가 이루어져야 할 필요가 있습니다 . 동기화는 채널 간의 시간 차이를 최소화하거나 장시간의 작업에서 디바이스 사이의 클럭 오차를 제거하려고 할 때 매우 중요합니다 . 두 개 이상의 DSA 디바이스에서 아날로그 입력과 출력 작업을 동기화하여 DSA 측정의 채널 개수를 확장할 수 있습니다 . 테이블 2-13에는 동기화 방법을 결정하는데 유용할 DSA 디바이스에서 가능한 동기화 설정이 나열되어 있습니다 .

ActSampTimebaseRate

TuningWord

2DdsBits------------------------------------------------- FreqTimebaseRate× ExternalMult×

703,687,442

232------------------------------------------ 100.0 MHz× 1× 16.38400000520 MHz

=

= =

ActRate

ActSampTimebaseRateRateMultiplier

----------------------------------------------------------------------------------------------- 16.38400000520 MHz

214---------------------------------------------------------------------------- 1.000000000317 kS/s= = =



노트 DSA 디바이스를 테이블 2-13에 기재되어 있지 않은 다른 NI 제품과 동기화하는 것에 대한 더 자세한 정보는 ni.com/zone에 있는 NI Developer Zone을 참조하십시오 .

DSA 디바이스로 동기화 어플리케이션을 개발하는 것에 대한 더 자세한 정보는 3장 , 다이나믹 신호 수집 어플리케이션 개발하기를 참조하십시오 .

참조 클럭 동기화 (PXI/PXIe 의 경우 )참조 클럭 동기화를 사용하면 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스가 자신의 주파수 타임베이스 (DDS 칩의 입력 )를 XI_CLK10 신호 (PXI/PXIe 백플레인의 10 MHz 클럭 )에 고정합니다 . PLL (Phase Locked Loop) 회로를 사용하여 이 작업을 수행할 수 있습니다 . 각 디바이스에 있는 DDS 칩의 입력이 위상과 정렬되면 , 동기화 펄스가 전송되고 각 디바이스에 있는 샘플 클럭 타임 베이스 (각 DDS 칩의 출력 ), 오버샘플 클럭과 ADC 및 DAC를 정렬합니다 . 끝으로 공유된 시작 트리거가 전송되면 , 각 디바이스가 동시에 수집 및 생성 이벤트를 시작합니다 .

이러한 동기화 방법을 사용하면 마스터 및 슬레이브 디바이스를 PXI/PXIe 섀시의 어느 슬롯에도 놓을 있습니다 . 섀시에 있는 모든 디바이스를 동기화할 수 있습니다 .

테이블 2-13. DSA 디바이스 동기화 설정 지원

설정 참조 클럭 (PXI/PXIe 의 경우 )마스터 샘플 클럭 타임베이

스 동기화 *,†

NI 449x 및 NI 449x 지원됨 —

NI 446x 및 NI 446x 지원됨 지원됨

NI 447x 및 NI 447x — 지원됨

NI 449x 및 NI 446x 지원됨 —

NI 449x 및 NI 447x — —

NI 446x 및 NI 447x‡, ** — 지원됨

NI 449x 및 NI 433x†† 지원됨 —

* eHM (PXI 하이브리드 호환 가능 ) 백플레인 커넥터가 있는 DSA 디바이스는 마스터 샘플 클럭 타임베이스 동기화를 지원하지 않습니다 .

† PXIe 섀시에서 마스터 샘플 클럭 타임베이스 동기화를 사용하는 경우 , 모든 DSA 디바이스는 슬레이브 디바이스가 되어야 합니다 . PXI Star 및 트리거 라인을 구동할 수 있는 타이밍 모듈이 마스터가 되어야 합니다 .‡ 다중 속도 동기화는 지원되지 않습니다 .** NI 446x가 마스터 DSA 디바이스여야 합니다 .†† NI-DAQmx 9.1 및 이후 버전은 참조 클럭 동기화를 사용하여 NI PXIe-4330/4331 브리지 디바이스를 NI PXIe-449x 디바이스와 동기화하는 것을 지원합니다 . NI PXIe-4330/4331이 마스터 디바이스여야 합니다 .

노트 : NI USB-443x 디바이스는 동기화를 지원하지 않습니다 .



DSA 디바이스를 섀시에 설치한 후 , 다음 단계에 따라 하드웨어를 동기화하십시오 :1. PXI_CLK10을 모든 디바이스의 참조 클럭 소스로 지정하여 , PXI/PXIe 섀시에 있는 DSA 디바이스들이 참조 클럭에 고정되도록 합니다 .

2. 임의의 마스터 디바이스를 선택하여 PXI/PXIe 트리거 라인 중 하나에서 동기화 펄스를 발생하도록 합니다 . 동기화 펄스는 시스템의 모든 클럭을 나노 초 이내로 정렬하고 , ADC 및 DAC를 리셋합니다 .

3. 동기화 펄스를 반입하는 모든 디바이스에서 SyncPulse.SyncTime NI-DAQmx 타이밍 프로퍼티를 읽습니다 . 최대값을 계산한 후 , 동기화 펄스를 반출하는 디바이스의 SyncPulse.MinDelayToStart NI-DAQmx 타이밍 프로퍼티에 해당값을 씁니다 .

4. 시스템의 DSA 디바이스 중 하나가 PXI/PXIe 트리거 라인 중의 하나에 시작 트리거를 반출하도록 설정합니다 .가능하면 동기화 트리거를 반출하는 디바이스가 시작 트리거도 반출하도록 설정합니다 . 그러나 어플리케이션의 필요에 따라 , 다른 디바이스가 동기화 트리거 및 시작 트리거를 반출할 수도 있습니다 . 이 경우 디바이스를 시작하기 전에 , 동기화 펄스를 받는 모든 디바이스에 대한 설정 정보를 수동으로 지정해야 합니다 . 태스크를 수동으로 지정하려면 , [DAQmx 태스크 컨트롤 ]의 작업 컨트롤에 지정 값을 연결하여 사용하십시오 .

5. [DAQmx 태스크 시작 ]을 사용하여 시작 트리거를 반입하는 모든 디바이스를 시작합니다 . 끝으로 시작 트리거를 반출하는 디바이스를 시작합니다 . 이렇게 하면 시스템의 모든 디바이스가 동시에 데이터 수집 및 생성을 시작할 수 있습니다 .

참조 클럭 동기화를 사용할 때는 다음 유의사항에 주의하십시오 :• 일부 DSA 디바이스는 저주파 앨리어스 제거를 지원하지 않습니다 . 여러 대의 DSA 디바이스를 동기화하는 경우 , 모든 디바이스에 저주파 앨리어스 제거가 동일하게 설정되어 있는지 확인하십시오 . 시스템의 모든 DSA 장치가 저주파 앨리어스 제거를 지원하는 경우 해당 기능을 사용할 수 있습니다 . 적어도 하나의 DSA 디바이스에서 저주파 앨리어스 제거가 지원되지 않는다면 , 시스템의 다른 모든 디바이스에서도 해당 기능을 비활성화하십시오 .

• DSA 디바이스의 제품군 사이에는 고유한 지연이 존재합니다 . 다른 디바이스군 사이에서 동기화를 시도할 때 웨이브폼에서 필터 지연을 보정해야할 수도 있습니다 .

• 샘플링 속도가 매우 낮은 경우 , 수집이 시작될 때까지 몇 초가 소요될 수 있습니다 . 이는 동기화 펄스 중 ADC가 리셋된 후 다시 작동하기까지 많은 샘플 클럭 주기가 필요하기 때문입니다 . 샘플 클럭의 속도가 더 느린 경우 , 리셋 과정에 더 많은 시간이 소요됩니다 . 수집이 시작될 때까지의 시간을 개선하려면 , 더 높은 샘플링 속도를 지정하거나 가능하면 모든 디바이스에서 저주파 앨리어스 제거를 활성화해야 합니다 . 이렇게 하면 내장된 펌웨어가 데이터를 다시 낮은 샘플링 속도로 부분제거하는 반면 , ADC는 높은 샘플링 속도로 작동하게 됩니다 .

• 여러 대의 디바이스에 여러 개의 샘플링 속도를 지정하는 설정의 경우 , 모든 디바이스의 속도는 2의 거듭제곱과 관련되어야 합니다 . 예를 들어 하나의 디바이스가 100 kS/s의 샘플링 속도로 설정되어 있다면 , 다른 디바이스는 50 kS/s, 25 kS/s 또는 200 kS/s로 실행될 수 있지만 , 40 kS/s의 샘플 속도로 실행될 수는 없습니다 . 시스템에서 실행 속도가 가장 느린 디바이스가 시작 트리거를 반출해야 합니다 . 델타 -시그마의 실행 속도는 다르기 때문에 , 서로 다른 속도로 실행되는 모든 디바이스 간에는 서로 다른 필터 지연이 발생합니다 .



마스터 샘플 클럭 타임베이스 동기화마스터 샘플 클럭 타임베이스 동기화를 사용하면 , 하나의 마스터 디바이스가 마스터 샘플 클럭 타임베이스 신호를 시스템의 다른 모든 디바이스에 반출하게 됩니다 . 그 후 동기화 펄스가 전송되며 , 이는 ADC와 DAC를 포함한 모든 오버샘플 클럭을 위상 정렬합니다 . 끝으로 공유 시작 트리거가 전송되며 , 이는 각 디바이스에서 수집과 생성을 동일한 순간에 시작합니다 .

PXI/PXIe 시스템에서 마스터 디바이스는 섀시의 마스터 타임베이스 슬롯에 있어야 하며 , 그 이유는 마스터 타임베이스는 클럭을 반출하는 주변 기기 슬롯에 PXI Star라는 특정한 포인트 대 포인트 연결을 갖기 때문입니다 . PXIe 섀시에서 DSA 디바이스는 모두 슬레이브이어야 합니다 . PXI Star 및 트리거 라인을 구동할 수 있는 타이밍 모듈이 마스터가 되어야 합니다 . PXI 시스템은 슬롯 14 이상은 마스터 샘플 클럭 타임베이스 동기화를 사용하여 디바이스를 동기화할 수 없습니다 . PXIe 시스템은 모든 주변 기기 슬롯을 마스터 샘플 클럭 타임베이스에 동기화할 수 있습니다 . PCI 디바이스에서 클럭은 RTSI 케이블을 통해 물리적으로 반출되며 , 이 케이블을 시스템의 모든 동기화된 디바이스의 후면에 연결해야 합니다 .

DSA 디바이스를 설치한 후에는 , 다음 단계에 따라 하드웨어를 동기화합니다 :1. 마스터 디바이스가 모든 슬레이브 디바이스에 샘플 클럭 타임베이스를 반출하도록 프로그

래밍합니다 . 이 공유 클럭은 모든 ADC 및 DAC 클럭이 동일한 오버 샘플링 클럭을 공유하도록 합니다 . PXI/PXIe 시스템에서 신호는 PXI Star에 연결되고 , PCI 시스템에서는 RTSI 라인 중 어느 것에라도 연결될 수 있습니다 . 기본으로 설정된 RTSI 라인은 8개입니다 .

2. 마스터 디바이스가 모든 슬레이브 디바이스에 동기화 펄스를 연결하도록 프로그래밍합니다 . PXI/PXIe 시스템에서 PXI/PXIe 트리거 라인 중 어느 것을 사용하여도 모든 슬레이브 디바이스에 동기화 펄스를 연결할 수 있습니다 . PCI 시스템에서 기본으로 설정된 RTSI 라인은 9개이지만 , 다른 라인도 프로그램 할 수 있습니다 . 동기화 펄스는 시스템의 모든 클럭을 나노 초 이내로 정렬하고 , ADC 및 DAC를 리셋합니다 .

3. 동기화 펄스를 반입하는 모든 디바이스에서 SyncPulse.SyncTime NI-DAQmx 타이밍 프로퍼티를 읽습니다 . 최대값을 계산한 후 , 동기화 펄스를 반출하는 디바이스의 SyncPulse.MinDelayToStart 프로퍼티에 해당값을 씁니다 .

4. PXI/PXIe 시스템의 경우 , 시스템의 DSA 디바이스 중 하나가 PXI/PXIe 트리거 라인 중의 하나에 시작 트리거를 반출하도록 설정합니다 . PCI 시스템의 경우 RTSI 라인 0에서 6 중 하나에 시작 트리거를 반출하도록 설정합니다 .가능하면 동기화 트리거를 반출하는 디바이스가 시작 트리거도 반출하도록 설정합니다 . 그러나 어플리케이션의 필요에 따라 , 다른 디바이스가 동기화 트리거 및 시작 트리거를 반출할 수도 있습니다 . 이 경우 디바이스를 시작하기 전에 , 동기화 펄스를 받는 모든 디바이스에 대한 설정 정보를 수동으로 지정해야 합니다 . 태스크를 수동으로 지정하려면 , [DAQmx 태스크 컨트롤 ] VI의 작업 컨트롤에 지정 값을 연결하여 사용하십시오 .

5. [DAQmx 태스크 시작 ] VI를 사용하여 시작 트리거를 반입하는 모든 디바이스를 시작합니다 . 끝으로 시작 트리거를 반출하는 디바이스를 시작합니다 . 이렇게 하면 시스템의 모든 디바이스가 동시에 데이터 수집 및 생성을 시작할 수 있습니다 .



마스터 샘플 클럭 타임베이스 동기화를 사용할 때는 다음 유의사항에 주의하십시오 :• 일부 DSA 디바이스는 저주파 앨리어스 제거를 지원하지 않습니다 . 여러 대의 DSA 디바

이스를 동기화하는 경우 , 모든 디바이스에 저주파 앨리어스 제거가 동일하게 설정되어 있는지 확인하십시오 . 시스템의 모든 DSA 장치가 저주파 앨리어스 제거를 지원하는 경우 해당 기능을 사용할 수 있습니다 . 적어도 하나의 DSA 디바이스에서 저주파 앨리어스 제거가 지원되지 않는다면 , 시스템의 다른 모든 디바이스에서도 해당 기능을 비활성화하십시오 .

• DSA 디바이스의 제품군 사이에는 고유한 지연이 존재합니다 . 다른 디바이스군 사이에서 동기화를 시도할 때 웨이브폼에서 필터 지연을 보정해야할 수도 있습니다 .

• 샘플링 속도가 매우 낮은 경우 , 수집이 시작될 때까지 몇 초가 소요될 수 있습니다 . 이는 동기화 펄스 중 ADC가 리셋된 후 다시 작동하기까지 많은 샘플 클럭 주기가 필요하기 때문입니다 . 샘플 클럭의 속도가 더 느린 경우 , 리셋 과정에 더 많은 시간이 소요됩니다 . 수집이 시작될 때까지의 시간을 개선하려면 , 더 높은 샘플 속도를 지정하거나 가능하면 모든 디바이스에서 저주파 앨리어스 제거를 활성화해야 합니다 . 이렇게 하면 내장된 펌웨어가 다시 낮은 샘플링 속도로 데이터를 부분제거하는 반면 , ADC는 높은 샘플링 속도로 작동하게 됩니다 .

• 여러 대의 디바이스 간에 여러 개의 샘플 속도를 지정하는 설정의 경우 , 모든 디바이스의 속도가 2의 거듭제곱에 따라 변해야 합니다 . 또한 슬레이브 디바이스가 마스터 디바이스보다 더 빨라서는 안됩니다 . 예를 들어 , 마스터 디바이스가 100 kS/s의 샘플링 속도로 설정되어있는 경우 , 슬레이브 디바이스는 50 kS/s, 25 kS/s로 실행될 수 있지만 , 40 kS/s 또는 200 kS/s의 샘플 속도로 실행될 수는 없습니다 . 시스템에서 실행 속도가 가장 느린 디바이스가 시작 트리거를 반출해야 합니다 . 델타 -시그마는 다른 속도로 실행되기 때문에 ,서로 다른 속도로 실행되는 모든 디바이스간에 서로 다른 필터 지연이 발생합니다 .


3다이나믹 신호 수집 어플리케이션 개발하기

DAQ 어시스턴트를 사용하여 태스크 생성하기

DAQ 어시스턴트를 사용하여 태스크를 생성하고 설정하면 사용자의 프로그래밍 단계 중 일부를 줄일 수 있습니다 . 또한 태스크를 저장하여 이후의 어플리케이션에서 사용할 수 있습니다 . DAQ 어시스턴트로 만든 태스크와 NI 어플리케이션 소프트웨어를 사용하여 DSA 장치를 제어할 수 있습니다 . DAQ 어시스턴트는 모든 NI 어플리케이션 소프트웨어에서 직접 열 수 있습니다 .

LabVIEW로 프로그래밍하는 경우 , [DAQ 어시스턴트 ] 익스프레스 VI를 이용하여 어플리케이션을 간단히 만들 수 있습니다 . [DAQ 어시스턴트 ] 익스프레스 VI는 LabVIEW의 블록다이어그램 상에서 하나의 VI로 완전한 아날로그 입력 또는 아날로그 출력 작업을 수행할 수 있도록 합니다 . [DAQ 어시스턴트 ] 익스프레스 VI는 DAQ 어시스턴트를 사용하여 태스크를 생성 및 설정하며 또한 태스크를 수행합니다 . [DAQ 어시스턴트 ] VI에 대한 더 자세한 정보는 LabVIEW 도움말을 참조하십시오 .

DAQ 어시스턴트를 시작하는 것에 대한 더 자세한 정보는 NI 어플리케이션 소프트웨어 문서를 참조하십시오 . DAQ 어시스턴트의 사용에 대한 더 자세한 정보는 DAQ 어시스턴트 도움말을 참조하십시오 .

아날로그 입력 어플리케이션

아날로그 입력 어플리케이션 개요이 섹션에서는 NI-DAQmx 및 LabVIEW 또는 LabWindows™/CVI™를 사용하여 아날로그 입력 어플리케이션을 생성하는 방법의 일반적인 개요에 대해 보여줍니다 .

그림 3-1은 아날로그 입력 태스크 프로그래밍 , 측정 수행 및 태스크 지우기의 일반적인 순서도를 보여줍니다 .

제 3 장 다이나믹 신호 수집 어플리케이션 개발하기


그림 3-1. 아날로그 입력 태스크 순서도

AI DAQ



테이블 3-1에서는 그림 3-1의 간략한 단계에 대해 보다 더 자세히 설명합니다 . 어플리케이션에 따라 일부 단계는 옵션일 수 있습니다 . 각 단계에 대한 더 자세한 정보는 NI 어플리케이션 소프트웨어를 참조하십시오 .

테이블 3-1. 아날로그 입력 어플리케이션 단계

순서도 단계 LabVIEW 단계 LabWindows/CVI 단계

태스크 생성 DAQ 어시스턴트로 태스크 생성하기

또는

다음 VI를 사용하여 프로그램적으로 태스크 생성하기 :

• DAQmx 태스크 생성 VI*

• DAQmx 버추얼 채널 생성 VI

• DAQmx 타이밍 VI

• DAQmx 트리거링 VI*

DAQ 어시스턴트로 태스크 생성하기

또는

다음 함수를 사용하여 프로그램적으로 태스크 생성하기 :• DAQmxCreateTask

• DAQmxCreateAIVoltageChan

• DAQmxCfgSampClkTiming

• DAQmxAnlgEdgeStartTrig*

또는

• DAQmxCfgDigEdgeStartTrig*

채널 설정 하나 또는 그 이상의 채널 프로퍼티 노드 †

DAQmxSetChanAttribute에 대한 하나 또는 그 이상의 호출 †

측정 시작 * DAQmx 태스크 시작 VI DAQmxStartTask

측정 읽기 DAQmx 읽기 VI DAQmxReadAnalog64 또는 다른 데이터 읽기 함수

데이터 분석 일반적인 분석 도구는 Sound and Vibration Measurement Suite의 VI 또는 웨이브폼 측정 함수 포함 ‡

일반적인 분석 도구는 LabWindows/CVI Advanced Analysis Library의 함수들을 포함 ‡

데이터 디스플레이

프런트패널 그래프 , 차트 또는 인디케이터

그래픽 기반 사용자 인터페이스 (GUI) 그래프 , 차트 또는 인디케이터

연속 샘플링 DAQmx 읽기 VI 주위에 루프 놓기 DAQmxReadAnalog64 또는 다른 데이터 읽기 함수 주위에 루프 놓기

측정 정지 * DAQmx 태스크 정지 VI DAQmxStopTask

태스크 지우기 DAQmx 태스크 지우기 VI DAQmxClearTask

* 사용자의 어플리케이션에 따라 이 단계는 옵션일 수 있습니다 .† NI-DAQmx 프로퍼티에 대한 더 자세한 정보는 NI-DAQmx 도움말이나 LabVIEW 도움말을 참조하십시오 .‡ 이 라이브러리는 NI 어플리케이션 소프트웨어의 Full 또는 Professional Development System이 필요합니다 .



노트 테이블 3-1은 LabWindows/CVI 함수의 예입니다 . 대부분의 경우 , LabWindows/CVI의 코드는 Microsoft Visual C + + 등의 다른 ANSI C 환경에서 바로 사용할 수 있습니다 . .NET 환경에서 NI Measurement Studio 등 다른 텍스트 기반 어플리케이션 소프트웨어를 사용하는 경우 , 함수의 구문에 약간의 변경이 필요할 수 있습니다 .

아날로그 입력 어플리케이션의 예는 어플리케이션 소프트웨어 또는 이 장의 아날로그 입력 어플리케이션 예제 섹션을 참조하십시오 .

아날로그 입력 어플리케이션 예제NI-DAQmx 및 모든 NI ADE는 어플리케이션을 시작할 때 사용할 수 있는 예제가 함께 출시됩니다 .

LabVIEW 예제다음 LabVIEW 예제는 일반적인 DSA 아날로그 입력 어플리케이션을 보여줍니다 :• 가속도 어플리케이션 예 —labview\examples\DAQmx\Analog In\Measure

Acceleration.llb에 있는 Cont Acq Accel Samples-Int Clk-Analog Start VI• 사운드 압력 어플리케이션 예 —labview\examples\DAQmx\Analog In\Measure

Sound Pressure.llb에 있는 Cont Acq Snd Pressure Samples-Int Clk VI

LabWindows/CVI 예제다음 CVI 폴더의 LabWindows/CVI 예제는 일반적인 DSA 아날로그 입력 어플리케이션을 보여줍니다 :• 가속도 어플리케이션 예 —samples\DAQmx\Analog In\Measure Acceleration\

Cont Accel Samps-Int Clk-Anlg Start

• 사운드 압력 어플리케이션 예 —samples\DAQmx\Analog In\Measure Sound Pressure\Cont Acq Snd Press Samps-Int Clk

아날로그 출력 어플리케이션 (NI USB-4431 및 NI 4461 의 경우 )아날로그 출력 어플리케이션 개요이 섹션에서는 NI-DAQmx 및 LabVIEW 또는 LabWindows/CVI를 사용하여 아날로그 출력 어플리케이션을 생성하는 방법에 대한 일반적인 개요에 대해 제시합니다 .



그림 3-2는 아날로그 출력 태스크 프로그래밍 , 웨이브폼 생성 및 태스크 지우기의 일반적인 순서도를 보여줍니다 .

그림 3-2. NI USB-4431 및 NI 4461 아날로그 출력 태스크 순서도

AO DAQ



테이블 3-2에서는 그림 3-2의 간략한 단계를 보다 더 자세히 설명합니다 . 어플리케이션에 따라 일부 단계는 옵션일 수 있습니다 . 각 단계에 대한 더 자세한 정보는 NI 어플리케이션 소프트웨어 문서를 참조하십시오 .

테이블 3-2. 아날로그 출력 어플리케이션 단계

순서도 단계 LabVIEW 단계 LabWindows/CVI 단계

태스크 생성 DAQ 어시스턴트로 태스크 생성

또는

다음 VI를 사용하여 프로그램적으로 태스크 생성 :

• DAQmx 태스크 생성 VI*

• DAQmx 버추얼 채널 생성 VI

• DAQmx 타이밍 VI

• DAQmx 트리거링 VI*

DAQ 어시스턴트로 태스크 생성

또는

다음 함수를 사용하여 프로그램적으로 태스크 생성 :• DAQmxCreateTask

• DAQmxCreateAOVoltageChan

• DAQmxCfgSampClkTiming

• DAQmxAnlgEdgeStartTrig*

또는

• DAQmxCfgDigEdgeStartTrig*

채널 설정 하나 또는 그 이상의 채널 프로퍼티 노드 †

DAQmxSetChanAttribute에 대한 하나 또는 그 이상의 호출

데이터 처리 * 일반적인 도구에는 Sound and Vibration Measurement Suite의 VI 또는 웨이브폼 측정 VI 포함 †

일반적인 분석 도구에는 LabWindows/CVI Advanced Analysis Library의 함수들 포함 †

데이터 쓰기 DAQmx 쓰기 VI DAQmxWriteAnalog64 또는 다른 데이터 쓰기 함수

생성 시작 DAQmx 태스크 시작 VI DAQmxStartTask

연속 생성 * 데이터 처리 및 [DAQmx 쓰기 ] VI 주위에 루프 놓기

데이터 처리 및 DAQmxWriteAnalog64 또는 다른 데이터 쓰기 함수 주위에 루프 놓기

생성 정지 * DAQmx 태스크 정지 VI DAQmxStopTask

태스크 지우기 DAQmx 태스크 지우기 VI DAQmxClearTask

* 사용자의 어플리케이션에 따라 이 단계는 옵션일 수 있습니다 .† 이 라이브러리는 NI 어플리케이션 소프트웨어의 Full 또는 Professional Development System을 요구합니다 .



노트 테이블 3-2는 LabWindows/CVI 함수의 예입니다 . 대부분의 경우 , LabWindows/CVI의 코드는 Microsoft Visual C + + 등의 다른 ANSI C 환경에 바로 사용될 수 있습니다 . .NET 환경에서 NI Measurement Studio 등 다른 텍스트 기반 어플리케이션 소프트웨어를 사용하는 경우 , 함수의 구문에 약간의 변경이 필요할 수 있습니다 .

아날로그 출력 어플리케이션의 예는 어플리케이션 소프트웨어 또는 이 장의 아날로그 출력 어플리케이션 예제 섹션을 참조하십시오 .

아날로그 출력 어플리케이션 예제NI-DAQmx 및 모든 NI ADE는 어플리케이션을 시작할 때 사용할 수 있는 예제가 함께 출시됩니다 .

LabVIEW 예제다음 LabVIEW 예제는 일반 연속 생성 어플리케이션을 보여줍니다 .

생성 어플리케이션 예 —labview\examples\DAQmx\Analog Out\Generate Voltage.llb에 있는 Cont Gen Voltage Wfm-Int Clk-Non Regeneration VI

LabWindows/CVI 예제CVI 폴더의 다음 LabWindows/CVI 예제는 일반 연속 생성 어플리케이션을 보여줍니다 :

생성 어플리케이션 예—samples\DAQmx\Analog Out\Generate Voltage\Cont Gen Volt Wfm-Int Clk

동기화 어플리케이션

노트 USB 디바이스는 동기화를 지원하지 않습니다 .

동기화 어플리케이션 개요동기화 설정은 다양한 설정이 가능하므로 , 여기에서는 동기화 어플리케이션의 구축 방법에 대한 개요는 생략합니다 . 그러나 동기화 어플리케이션을 구축할 때에는 , 설정 배경 이론 , 사용할 신호 및 적용되는 규칙을 이해하는 것이 중요합니다 . 동기화 이론에 대한 더 자세한 정보는 2장 ,다이나믹 신호 수집 디바이스 개념을 참조하십시오 .

동기화 예제를 사용하여 동기화 어플리케이션을 시작할 수 있습니다 . DSA 디바이스를 동기화하는데 필요한 소프트웨어 단계에 대한 더 자세한 정보는 NI-DAQmx 도움말이나 LabVIEW 도움말을 참조하십시오 .



동기화 어플리케이션 예제NI-DAQmx 및 모든 NI ADE는 어플리케이션을 시작할 때 사용할 수 있는 예제가 함께 출시됩니다 .

DSA 아날로그 입력 예제는 PXI1Slot2/ai0:7,PXI1Slot3/ai0:7과 같은 물리적인 채널 문자열을 포함하여 동기화를 지원합니다 .

\examples\DAQmx\Synchronization\ 디렉토리의 예제는 여러 개의 태스크를 사용하는 동기화를 지원합니다 . 아날로그 출력 및 다중 속도 아날로그 입력 동기화의 예는 이 예제들을 참조하십시오 .

LabVIEW 예제다음 LabVIEW 예제는 동기화된 아날로그 입력 및 출력 어플리케이션을 보여줍니다 .• 아날로그 출력 동기화 어플리케이션 예—labview\examples\DAQmx\

Synchronization\Multi-Device.llb에 있는Multi Device Sync-AI and AO-Shared Timebase & Trig-DSA VI

LabWindows/CVI 예제CVI 폴더의 다음 LabWindows/CVI 예제는 동기화된 아날로그 입력 어플리케이션을 보여줍니다 :

아날로그 입력 어플리케이션 예 —samples\DAQmx\Synchronization\Multi-Device\AI-Shared Timebase & Trig-DSA

© National Instruments A-1 NI 다이나믹 신호 수집 사용자 매뉴얼

A디바이스별 정보

이 부록에는 National Instruments DSA 디바이스에 대한 정보가 담겨 있습니다 .

노트 이곳에 나열되지 않은 디바이스에 대한 문서는 ni.com/manuals를 참조하십시오 .

NI 443x 디바이스

NI 443x 구성요소NI 443x 디바이스는 USB용 고성능 및 고정 아날로그 디바이스입니다 . NI 4431 디바이스는 4개의 아날로그 입력 채널 및 1개의 아날로그 출력 채널로 구성되어 있습니다 . NI 4432는 5개의 아날로그 입력 채널로 구성되어 있습니다 . 아날로그 입력 , 아날로그 출력 및 다른 기능의 개념에 대한 더 자세한 정보는 제 2장 , 다이나믹 신호 수집 디바이스 개념을 참조하십시오 .

부록 A 디바이스별 정보

NI 다이나믹 신호 수집 사용자 매뉴얼 A-2 ni.com

NI 443x 아날로그 입력 구성요소그림 A-1은 NI 443x의 아날로그 입력 회로의 블록다이어그램을 보여줍니다 .

그림 A-1. NI 443x 아날로그 입력 블록다이어그램

NI 443x의 아날로그 입력 채널에는 다음과 같은 기능이 있습니다 :• 최고 102.4 kS/s의 샘플링 속도• ±10 Vpk (NI 4431) 및 ±40 Vpk (NI 4432)의 입력 전압 범위 • 채널당 AC 또는 DC 커플링• 채널 0..3에서의 채널당 선택가능한 IEPE 전류 구동 • 과부하 감지• 앨리어스 제거 필터링• 외부 디지털 트리거링을 포함한 여러 개의 트리거링 모드

노트 DC 커플링으로 설정된 채널에 연결된 센서나 소스가 없을 시에는 대략 2 V ~ 2.5 V를 읽습니다 .

200 kΩ, NI 4431800 kΩ, NI 4432

200 kΩ, NI 4431

= –12.5 dB, NI 4431= –24.4 dB, NI 4432

800 kΩ, NI 4432

AC/DC

1 µF

1 kΩIEPEOn/Off

IEPEOn/Off

2.1 mA

2.1 mA

ADC

AC/DC

1 µF



NI 4431 아날로그 출력 구성요소그림 A-2는 NI 4431의 아날로그 출력 회로 블록다이어그램을 보여줍니다 .

그림 A-2. NI 4431 아날로그 출력 블록다이어그램

NI 4431의 아날로그 출력 채널에는 다음과 같은 기능이 있습니다 :• 최고 96 kS/s의 업데이트 속도• ±3.5 Vpk의 출력 전압 범위• 이미지 제거 필터링• 외부 디지털 트리거링• 내장형 웨이브폼 재생성• 내장형 보간 필터링

DAC

50 Ω

50 Ω



NI 443x 블록다이어그램

NI 4431 블록다이어그램그림 A-3은 NI 4431의 블록다이어그램을 보여줍니다 .

그림 A-3. NI 4431 블록다이어그램

ADC 0

ADC 1 ADC

DAC DAC

PFI 0-7

USB

US

B

DDS

FIFO

FIFO

ADC 2

ADC 3



NI 4432 블록다이어그램그림 A-4는 NI 4432의 블록다이어그램을 보여줍니다 .


ADC 0

ADC 1 ADC USB

US

B

DDS

FIFO

ADC 2

ADC 3

ADC 4

PFI 0-7



NI 443x 디바이스에 신호 연결하기

NI 443x 전면 패널 및 후면 패널그림 A-5는 NI USB-4431 및 NI USB-4432의 전면 패널과 후면 패널을 보여줍니다 . 이 두 개의 NI 443x 디바이스의 후면 패널은 동일합니다 .

그림 A-5. NI 443x 전면 패널 및 후면 패널

ACTIVE

POWER

AI 0 AI 1 AI 2 AI 3 AI 424-Bit 102.4 kS/s

AI 0+AI 0–

AI 1+AI 1–

AI 2+AI 2–

AI 3+AI 3–

AI 4+AI 4–

NI USB-4432

ACTIVE

POWER

AI 0 AI 1 AI 2 AI 3 AO 0NI USB-443124-Bit 102.4 kS/s

AI 0+AI 0–

AI 1+AI 1–

AI 2+AI 2–

AI 3+AI 3–

AO 0+AO 0–

INPUT CHANNELS

#6-32

USB DIGITAL TRIGGERS PFI 0-7

NI USB-4431

NI USB-4432

NI USB-4431/4432



BNC 커넥터 극성그림 A-6은 NI 443x 디바이스의 BNC 커넥터를 보여줍니다 .

그림 A-6. NI 443x 디바이스 BNC 커넥터 극성

NI 443x 앨리어스 제거 필터 응답그림 A-7은 디지털 필터 입력 주파수 응답을 보여줍니다 .

그림 A-7. NI 443x 디지털 필터 입력 주파수 응답

–

+

0.20 0.4 0.6 0.8 1.0

(fs)

–140

–120

–80

–100

–60

–40

–20

0

(dB

)



아날로그 및 디지털 앨리어스 제거 필터의 구현 및 기능에 대한 더 자세한 정보는 2장 , 다이나믹 신호 수집 디바이스 개념의 아날로그 출력 필터를 참조하십시오 .

그림 A-8 및 그림 A-9는 아날로그 입력 필터의 응답을 보여줍니다 . 디지털 필터는 64 fs의 배수인 주파수의 좁은 대역에 작용하므로 , 그림 A-7을 사용하여 이 대역에 있는 신호에 어느 정도의 감쇠가 일어나게 되는지를 알아야 합니다 .

예를 들어 51.2 kS/s에서 샘플링할 때 , 디지털 필터는 64 fs 또는 3.2768 MHz ±25.6 kHz를 중심으로 51.2 kHz 대역에서 대역폭 외의 톤을 제거합니다 . 입력 신호의 노이즈가 이 좁은 윈도우에 들어오는 경우 , 노이즈는 디지털 필터에 의해 제거되지 않습니다 . 이 제한된 주파수 범위에는 아날로그 필터 사용을 고려해야 합니다 . NI 4431의 아날로그 필터는 3.2768 MHz에서 62 dB의 감쇠를 갖습니다 . 그러므로 이 예에서는 최악의 상황에서도 62 dB의 앨리어스 제거가 일어납니다 .

이는 51.2 kS/s의 샘플링 속도에서 앨리어스 제거를 할 때 발생할 수 있는 가장 바람직하지 않은 경우를 나타내며 , 이러한 상황은 좁은 주파수 범위에서 잘 정의된 톤에서만 관찰할 수 있습니다 . 실제 측정 상황에서 디지털 필터를 통과하는 모든 에너지는 낮은 진폭의 노이즈만으로 구성되어 있습니다 . 디지털 신호에서 원하지 않은 구성요소가 나타나는 경우 , 샘플링 속도를 증가시키면 아날로그 필터의 제거가 향상되고 디지털 필터가 앨리어스를 제거하도록 재조정되어 문제를 쉽게 해결할 수 있습니다 .

그림 A-8. NI 4431 아날로그 필터 응답

–90

–80

–70

–60

–50

–40

–30

–20

–10

–0

10 100 1000 10000 (kHz)

(dB

)



그림 A-9. NI 4432 아날로그 필터 응답

NI 443x 스펙NI 443x 디바이스에 대한 더 자세한 정보는 NI USB-443x 스펙을 참조하십시오 .


NI 446x 구성요소NI 446x 디바이스는 PCI 및 PXI 용 고성능 및 고정 아날로그 디바이스입니다 . NI 4461 디바이스 이득과 감쇠가 있는 2개의 아날로그 입력 채널 및 2개의 아날로그 출력 채널로 구성되어 있습니다 . NI 4462는 4개의 아날로그 입력 채널로 구성되어 있습니다 . 아날로그 입력 , 아날로그 출력 , 이득 , 감쇠 및 다른 기능의 개념에 대한 더 자세한 정보는 제 2장 , 다이나믹 신호 수집 디바이스 개념을 참조하십시오 .

–90

–80

–70

–60

–50

–40

–30

–20

–10

–0

10 100 1000 10000(kHz)

(dB

)



NI 446x 아날로그 입력 구성요소그림 A-10은 NI 446x의 아날로그 입력 회로의 블록다이어그램을 보여줍니다 .


NI 446x 아날로그 입력 채널에는 다음과 같은 기능이 있습니다 :• 최고 204.8 kS/s의 샘플링 속도• ±0.316 V ~ ±42.4 Vpk에서 채널당 선택가능한 6개의 입력 전압 범위• 채널당 차동 및 유사차동 채널 설정• 채널당 AC 또는 DC 커플링• 채널당 IEPE 전류 구동• 디지털화 이전 및 디지털화 이후 과부하 감지• 앨리어스 제거 필터링• 외부 디지털 트리거링을 포함한 여러 개의 트리거링 모드

+AIX

–AIX

50 Ω

CHSGND

0.047 μF1 GΩ

0.047 μF1 GΩ

fc = 3.4 Hz

1 GΩ

1 GΩ

AC/DC

900 kΩ

900 kΩ

100 kΩ

100 kΩ

20 dB

AIGND+

–

= 0 dB= 10 dB= 20 dB= 30 dB

= 0 dB= –20 dB

IEPEOn/Off

24 V IEPE

4/10 mA

ADC



NI 4461 아날로그 출력 구성요소그림 A-11은 NI 4461의 아날로그 출력 회로의 블록다이어그램을 보여줍니다 .

그림 A-11. NI 4461 아날로그 출력 블록다이어그램

NI 4461의 아날로그 출력 채널에는 다음과 같은 기능이 있습니다 :• 최고 204.8 kS/s의 업데이트 속도• ±10 V, ±1 V, ±0.1 V의 3개 출력 전압에서 채널당 선택• 채널당 차동 및 유사차동 채널 설정• 이미지 제거 필터링• 외부 디지털 트리거링

NI 446x 이득 및 감쇠양 (+)의 이득값인 경우 , 신호는 A/D 변환기 (ADC)로 디지털화되기 이전에 증폭됩니다 . 신호 증폭은 측정 범위를 감소시킵니다 . 그러나 디지털화하기 전에 신호를 증폭하면 , 약한 신호 성분이 ADC에 의해 변환되기 전에 강화되어 더 높은 분해능을 가질 수 있습니다 . 반대로 음(-)의 이득값인 경우 신호는 ADC에 의해 변환되기 전에 감쇠됩니다 . 신호 감쇠는 약한 신호 성분의 다이나믹 범위에 안좋은 영향을 주지만 , 유효 측정 범위를 증가시킵니다 . ADC에 대한 더 자세한 정보는 2장 , 다이나믹 신호 수집 디바이스 개념을 참조하십시오 .

노트 이 매뉴얼에서 AI 감쇠는 음의 값을 갖는 이득으로 사용됩니다 . 소프트웨어의 AI.Gain 프로퍼티에 음의 값을 할당하면 , 소프트웨어상에서 직접 감쇠를 설정할 수 있습니다 . 더 자세한 정보는 NI-DAQmx 도움말 또는 LabVIEW 도움말을 참조하십시오 .

NI 446x에는 각 AI 채널당 6개의 이득을 설정할 수 있습니다 . 각 이득 설정은 특정한 AI 범위에 해당하며 , 각 범위는 0 V로 중심이 맞추어져 있습니다 . 이득 설정은 데시벨로 지정되는데

DAC

11 Ω

11 Ω

100 kΩ

10 kΩ

100 kΩ

AOGND

–AOXOUT

+AOXOUT

= 0 dB= –20 dB= –40 dB

50 Ω

CHSGND



여기서 0 dB 참조는 ±10 V의 기본 입력 범위입니다 . 각 이득 설정 및 해당 범위에 대한 더 자세한 정보는 NI 446x 스펙을 참조하십시오 .

주의 -20 dB 셋팅에 대한 범위는 ±42.4 Vpk의 최대 입력 범위에 해당합니다 . 이득을 -20 dB로 설정하면 신호를 10의 지수만큼 감쇠시키며 최대 ADC 범위는 ±100 V가 됩니다 . 그러나 아날로그 프런트엔드 회로의 등급은 ±42.4 Vpk를 초과하지 못합니다 . 이 이득 셋팅을 사용할 때에는 ADC가 ±42.4 Vpk에서 포화 상태가 되지 않습니다 ; 하지만 최대 입력 등급인 ±42.4 Vpk를 초과하게 되면 , 측정 시스템에 손상을 일으키거나 안전상의 위험이 생길 수 있습니다 .

테이블 A-1은 이득 셋팅 소스를 보여줍니다 .

일반적으로 가장 큰 다이나믹 범위와 가장 작은 왜곡을 제공하는 전압 범위를 선택하십시오 . 예를 들어 50 g 피크의 최대 가속도 측정 범위의 100 mV/g의 민감도 등급을 가진 가속도계를 고려해 봅시다 . 이는 5 Vpk의 최대 출력 전압에 해당합니다 . 이 경우 0 dB 이득에 해당하는 ±10 Vpk이 적절합니다 . 그러나 예를 들어 자극이 20 g 또는 2 Vpk로 제한되어 있다는 것을 안다면 , ±3.16 Vpk로 셋팅할 때 다이나믹 범위가 최대화됩니다 .

자극 셋팅 (이 경우는 2 Vpk)과 범위 사이에 충분한 공간을 제공하면 시스템 왜곡을 최소화할 수 있습니다 . 측정이 예상되는 피크 레벨에서 그 다음으로 높은 범위 셋팅을 선택하여 충분한 공간을 제공하십시오 . 왜곡 성능이 중요한 어플리케이션에서는 , ±10 Vpk 셋팅을 선택하여 전체 다이나믹 범위를 희생시키고 왜곡 성능을 향상시킬 수 있습니다 . 각 이득 셋팅에 대한 왜곡 스펙은 NI 446x 스펙을 참조하십시오 .

20 dB 또는 30 dB의 이득 셋팅을 사용할 때까지는 ADC가 측정 노이즈의 가장 주된 소스입니다 . 이득 셋팅을 이렇게 높이면 아날로그 프런트엔드 회로가 주된 노이즈 소스가 됩니다 . 최상의 절대적인 노이즈 성능을 달성하려면 어플리케이션에 적합한 최고 이득 셋팅을 선택하십시오 .

테이블 A-1. 이득 셋팅 소스

이득 셋팅 (dB) 소스

0, 10, 20, 30 차동 증폭기

-10 -20과 10 이득의 조합

-20 저항 분할기 (Resistor Divider) 네트워크



NI 446x 블록다이어그램

NI 4461 블록다이어그램그림 A-12는 NI 4461의 블록다이어그램을 보여줍니다 .


ADC 0

ADC 1 ADC FIFO PCI

DDSDAC 0 DAC FIFO

DAC 1

PFI0

PX

I

PC

I



NI 4462 블록다이어그램그림 A-13은 NI 4462의 블록다이어그램을 보여줍니다 .


ADC 0

ADC 1 ADC PCI

DDS PFI0

PX

I

PC

I

ADC 2

ADC 3

FIFO




NI 446x 전면 패널그림 A-14는 NI PXI-4461, NI PCI-4461, NI PXI-4462 및 NI PCI-4462의 전면 패널을 보여줍니다 .

그림 A-14. NI 446x 전면 패널

NI PXI-4461 NI PCI-4461

NI PXI-446124-Bit 204.8 kS/s

PFI 0

NI PXI-4462

NI PXI-446224-Bit 204.8 kS/s

PFI 0

AI 0

AI 1

AI 2AI 2

AI 3

NI PCI-4461

NI PCI-4462

PFI 0

NI PCI-4462

AI 3



BNC 커넥터 극성그림 A-15는 모든 NI 446x 디바이스의 BNC 커넥터 극성을 보여줍니다 .

그림 A-15. NI 446x 디바이스의 BNC 커넥터 극성

NI 446x 입력 연결그림 A-16은 차동 모드에서의 NI 446x 터미널 설정과 NI 446x의 입력 연결을 보여줍니다 . 터미널 설정에 대한 더 자세한 정보는 2장 , 다이나믹 신호 수집 디바이스 개념의 아날로그 입력 채널 설정 섹션을 참조하십시오 .

그림 A-16. 차동 모드에서의 NI 446x 입력 연결

–

+

DUT

+

–AI0

217 pF+

–

1 MΩ

223 pF1 MΩ



그림 A-17은 유사 차동 모드에서의 NI 446x 터미널 설정과 NI 446x의 입력 연결을 보여줍니다 .

그림 A-17. 유사 차동 모드에서의 NI 446x 터미널 설정

NI 4461 출력 연결그림 A-18은 차동 모드에서의 NI 4461 터미널 설정과 NI 4461의 출력 연결을 보여줍니다 . 터미널 설정에 대한 더 자세한 정보는 2장 , 다이나믹 신호 수집 디바이스 개념의 아날로그 입력 채널 설정 섹션을 참조하십시오 .

그림 A-18. 차동 모드에서의 터미널 설정과 NI 4461 출력 연결

DUT

+

–AI0

217 pF+

–

50 Ω

1 MΩ

+

–AO0

+

–

4.8 kΩ 4.8 kΩ

11 Ω

11 Ω



그림 A-19는 유사 차동 모드에서의 NI 4461 터미널 설정과 NI 4461의 출력 연결을 보여줍니다 .

그림 A-19. 유사 차동 모드에서의 터미널 설정과 NI 4461 출력 연결

NI 446x 앨리어스 제거 필터 응답그림 A-20은 저주파수 앨리어스 제거가 활성화된 상태에서의 디지털 필터 입력 주파수 응답을 보여줍니다 .

그림 A-20. NI 446x 저주파수 앨리어스 제거가 활성화된 상태에서의 디지털 필터 입력 주파수 응답

+

–AO0

+

–

50 Ω

11 Ω

11 Ω

0 0.25 0.5 0.75 1.0

(fs)

–200

–180

–140

–160

–120

–100

–60

–80

–40

–20

0

(dB

)



그림 A-21은 저주파수 앨리어스 제거가 비활성화된 상태에서의 디지털 필터 입력 주파수 응답을 보여줍니다 .

그림 A-21. NI 446x 저주파수 앨리어스 제거가 비활성화된 상태에서의 디지털 필터 입력 주파수 응답


그림 A-22는 강화된 저주파수 앨리어스 제거가 활성화된 상태 및 비활성화된 상태에서의 아날로그 앨리어스 제거 필터의 응답을 보여줍니다 . 그림 A-22는 오버샘플링 속도를 중심으로 fs 축 대역에 해당하고 디지털 필터를 통과하는 톤에 대한 앨리어스 제거를 보여줍니다 . x축의 첫번째 세트는 NI 446x의 샘플링 속도를 kS/s로 나타냅니다 . x축의 두번째 세트는 주어진 샘플링 속도에서 디지털 필터를 통과하는 입력 신호의 주파수를 보여줍니다 . NI DSA의 오버 샘플링 속도에 대한 정보는 2장 , 다이나믹 신호 수집 디바이스 개념의 앨리어스 제거 필터 섹션을 참조하십시오 . 더 자세한 정보는 NI 446x 스펙의 ADC 변조기 오버샘플링 속도를 참조하십시오 .

예를 들어 10 kS/s에서 샘플링할 때 , 디지털 필터는 128 fs, 즉 1.28 MHz ±5 kHz를 중심으로 10 kHz 대역에 있는 대역폭 외의 톤을 제거합니다 . 입력 신호의 노이즈가 이 좁은 범위에 해당되는 경우 , 노이즈는 디지털 필터에 의해 제거되지 않습니다 . 이 제한된 주파수 범위에는 아날로그 필터 사용을 고려해야 합니다 . 그림 A-22는 샘플링 속도가 10 kS/s일 때 , 강화된 저주파수 앨리어스 제거를 활성화하지 않은 상태에서 아날로그 필터가 1.28 MHz의 입력 신호 주파수를 -9 dB만큼 감쇠하는 것을 보여줍니다 . 강화된 저주파수 앨리어스 제거를 활성화한 상태에서 감쇠는 -36 dB입니다 .

0 0.25 0.5 0.75 1.0 (fs)

–200

–180

–140

–160

–120

–100

–60

–80

–40

–20

0

(dB

)



그림 A-22의 톱니 모양 선은 저주파수 앨리어스 제거를 활성화한 상태에서 필터 응답을 나타낸 것입니다 . 최악의 경우를 기준으로 할 때 , 앨리어스 제거는 대략 -25 dB입니다 . 이는 25.6 kS/s에서의 아날로그 필터 감쇠에 해당합니다 .

그림 A-22. NI 446x 아날로그 필터 응답

이 상황은 각 샘플링 속도로 앨리어스 제거를 할 때의 최악의 경우를 나타냅니다 . 좁은 주파수 범위에서 잘 정의된 톤에서만 이런 최악의 경우를 관찰할 수 있습니다 . 실제 측정 상황에서 디지털 필터를 통과하는 모든 에너지는 낮은 진폭의 노이즈만으로 구성되어 있습니다 . 디지털 신호에서 원하지 않은 구성요소가 나타나는 경우 , 샘플링 속도를 증가시키면 아날로그 필터의 제거가 향상되고 디지털 필터가 앨리어스를 제거하도록 재조정되어 문제를 쉽게 해결할 수 있습니다 .

NI PXI-446x 참조 클럭 동기화NI PXI-446x 디바이스는 내장형 PLL 회로를 사용합니다 . PLL 회로는 내장형 100 MHz 전압으로 컨트롤되는 수정 발진기 (VCXO)를 PXI 10 MHz 참조 클럭 신호인 PXI_CLK10에 고정합니다 . VCXO 출력은 DDS 칩에 대한 소스를 제공하며 DDS 칩은 샘플 클럭 타임베이스를 제공합니다 . NI PXI-446x 디바이스는 방식으로 PXI_CLK10에 샘플 클럭 타임베이스를 고정합니다 .

NI 446x 스펙NI 446x 디바이스에 대한 더 자세한 정보는 NI 446x 스펙을 참조하십시오 .

1.0 10.0 204.8 (kS/s)

–50.0

–45.0

–35.0

–25.0

–15.0

–5.0

5.0

(dB

)

–40.0

–30.0

–20.0

–10.0

0.0

1000.0

128 kHz 1.28 MHz 6.55 MHz128 fs 64 fs 32 fs

100.0




NI 447x 구성요소NI 447x 디바이스는 PXI와 PCI 용 고성능 및 고정 아날로그 입력 디바이스입니다 . NI 4472는 8개의 입력 채널로 구성되어 있습니다 . NI 4472B는 AC 커플링된 채널에서 더 낮은 컷오프 주파수를 갖는 8개의 입력 채널로 구성되어 있습니다 . NI PCI-4474는 4개의 입력 채널로 구성되어 있습니다 . 아날로그 입력 및 다른 기능의 개념에 대한 더 자세한 정보는 제 2장 , 다이나믹 신호 수집 디바이스 개념을 참조하십시오 .

NI 447x 아날로그 입력 구성요소그림 A-23은 NI 447x의 아날로그 입력 회로 블록다이어그램을 보여줍니다 .


NI 447x 아날로그 입력 채널에는 다음과 같은 기능이 있습니다 :• 최고 102.4 kS/s의 동시 샘플링 속도• 채널당 AC 또는 DC 커플링• 채널당 IEPE 전류 구동• 앨리어스 제거 필터링• 디지털화 이후 디지털 과부하 감지• 외부 디지털 트리거링을 포함한 여러 개의 트리거링 모드

AC/DC

+

–

= –12.77 dB1 MΩ

IEPEOn/Off

4 mA

24 V IEPE

0.01 µF

CH0

ADC



NI 447x 블록다이어그램그림 A-24는 NI 447x의 디지털 함수 블록다이어그램을 보여줍니다 .

그림 A-24. NI 447x 디지털 함수 블록다이어그램

MiniMITEPCI

AI FIFO

DMA

DDS ADC

PC

I




NI 447x 전면 패널그림 A-25는 NI PXI-4472, NI PXI-4472B, NI PCI-4472, NI PCI-4472B 및 NI PCI-4474의 전면 패널을 보여줍니다 .

그림 A-25. NI 447x 전면 패널

NI PXI-4472B

EXTTRIG

CH0

CH1

CH2

CH3

CH4

CH5

CH6

CH7

NI PXI-4472B

NI PXI-4472

EXTTRIG

CH0

CH1

CH2

CH3

CH4

CH5

CH6

CH7

NI PXI-4472 NI PCI-4472/4472B

CH0

CH1

CH2

CH3

CH4

CH5

CH6

CH7

EXTTRIG

NI PCI-4474

CH0

CH1

CH2

CH3

EXTTRIG



NI 447x 입력 연결NI 447x 채널에는 유사 차동 입력이 있습니다 . 그림 A-26은 플로팅 및 접지된 신호 소스에 대한 입력 설정을 보여줍니다 .

그림 A-26. NI 447x 입력 연결

주의 ±2.5 V 이상 변화하는 신호를 NI 447x 접지 참조에서 다른 입력 채널의 접지 (쉴드된 )로 연결하면 정확하지 못한 측정 또는 디바이스의 손상이 일어날 수 있습니다 .NI는 그러한 연결로 인해 초래된 손상에 대해 책임이 있지 않습니다 .

+–

+–

+–

+–

CHn

CHn

50 Ω

50 Ω1 MΩ

1 MΩ



NI 447x 앨리어스 제거 필터 응답그림 A-27은 디지털 필터 입력 주파수 응답을 보여줍니다 .

그림 A-27. NI 447x 디지털 필터 입력 주파수 응답

(dB

)

(fs)

0.00

–20.00

–40.00

–60.00

–80.00

–100.00

–120.000.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00



그림 A-28은 컷오프 포인트 주변의 디지털 필터 응답을 보여줍니다 .

그림 A-28. 컷오프 포인트 주변의 NI 447x 디지털 필터 주파수 응답


그림 A-29는 강화된 저주파수 앨리어스 제거가 활성화된 상태 및 비활성화된 상태에서의 아날로그 앨리어스 제거 필터의 응답을 보여줍니다 . 그림 A-29는 오버샘플링 속도를 중심으로 fs 축 대역에 해당하고 디지털 필터를 통과하는 톤에 대한 앨리어스 제거를 보여줍니다 . x축의 첫번째 세트는 NI 447x의 샘플링 속도를 kS/s로 나타냅니다 . x축의 두번째 세트는 주어진 샘플링 속도에서 디지털 필터를 통과하는 입력 신호의 주파수를 보여줍니다 . NI DSA의 오버 샘플링 속도에 대한 정보는 2장 , 다이나믹 신호 수집 디바이스 개념의 앨리어스 제거 필터 섹션을 참조하십시오 . 더 자세한 정보는 NI 447x 스펙의 ADC 변조기 오버샘플링 속도 섹션을 참조하십시오 .

예를 들어 10 kS/s에서 샘플링할 때 , 디지털 필터는 128 fs, 즉 1.28 MHz ±5 kHz를 중심으로 10 kHz 대역에 있는 대역폭 외의 톤을 제거합니다 . 입력 신호의 노이즈가 이 좁은 윈도우에 들어오는 경우 , 노이즈는 디지털 필터에 의해 제거되지 않습니다 . 이 제한된 주파수 범위에는 아날로그 필터 사용을 고려해야 합니다 . 그림 A-29는 샘플링 속도가 10 kS/s일 때 , 강화된 저주파수 앨리어스 제거를 활성화하지 않은 상태에서 아날로그 필터가 1.28 MHz의 입력 신호 주파수를 -37 dB만큼 감쇠하는 것을 보여줍니다 . 강화된 저주파수 앨리어스 제거를 활성화한 상태에서 감쇠는 -80 dB입니다 .

(dB

)

(fs)

0.00

–1.00

–2.00

–3.00

–4.00

–5.00

–6.000.43 0.44 0.45 0.46 0.47 0.48 0.49 0.50



그림 A-29의 톱니 모양 선은 저주파수 앨리어스 제거를 활성화한 상태에서 필터 응답을 나타낸 것입니다 . 최악의 경우를 기준으로 할 때 , 앨리어스 제거는 대략 -63 dB입니다 . 이는 25.6 kS/s에서의 아날로그 필터 감쇠에 해당합니다 .


이 상황은 각 샘플링 속도로 앨리어스 제거를 할 때의 최악의 경우에 대한 세트를 나타냅니다 . 좁은 주파수 범위에서 잘 정의된 톤에서만 이런 최악의 시나리오를 관찰할 수 있습니다 . 실제 측정 상황에서 디지털 필터를 통과하는 모든 에너지는 낮은 진폭의 노이즈만으로 구성되어 있습니다 . 디지털 신호에서 원하지 않은 성분이 나타나는 경우 , 샘플링 속도를 증가시키면 아날로그 필터의 제거가 향상되고 디지털 필터가 앨리어스를 제거하도록 재조정되어 문제를 쉽게 해결할 수 있습니다 .


0.00

–10.00

–20.00

–30.00

–40.00

–50.00

–60.00

–70.00

–80.00

–90.00

–100.00

1.0 10.0 100.0 200.0

128fs 64fs

6.4 MHz1.28 MHz128 kHz

(dB)

(kS/s)




NI 449x 구성요소NI 449x 디바이스는 PXI와 PXIe 용 고성능 및 고정 아날로그 입력 디바이스입니다 .

테이블 A-2는 NI 449x 제품 라인의 서로 다른 구성요소를 보여줍니다 . 아날로그 입력 및 다른 기능의 개념에 대한 더 자세한 정보는 제 2장 , 다이나믹 신호 수집 디바이스 개념을 참조하십시오 .

테이블 A-2. NI 449x 구성요소

디바이스 커플링 이득 (dB) 채널 IEPE TEDS

NI 4499 AC/DC 선택가능 0, 10, 20, 30 16 예 예

NI 4498 AC 전용 0, 10, 20, 30 16 예 예

NI 4497 AC/DC 선택가능 0, 20 16 예 예

NI 4496 AC 전용 0, 20 16 예 예

NI 4495 DC 전용 0, 20 16 아니오 아니오

NI 4492 AC/DC 선택 가능 0, 20 8 예 예



NI 449x 아날로그 입력 구성요소그림 A-30은 NI 4499, NI 4497 및 NI 4492의 아날로그 입력 회로 블록다이어그램을 보여줍니다 .

그림 A-30. NI 4499, NI 4497 및 NI 4492 아날로그 입력 블록다이어그램

그림 A-31은 NI 4498 및 NI 4496 아날로그 입력 회로 블록다이어그램을 보여줍니다 .

그림 A-31. NI 4498 및 NI 4496 아날로그 입력 블록다이어그램

ADC

4 mA IEPEOn/Off

0.033 µF

AC/DC

50 Ω

10 MΩ

= 0 dB, 10 dB, 20 dB, 30 dB, NI 4499= 0 dB, 20 dB, NI 4497, NI 4492

ADC

= 0 dB, 10 dB, 20 dB, 30 dB, NI 4498 = 0 dB, 20 dB, NI 4496

4 mA IEPEOn/Off

0.033 µF

50 Ω

10 MΩ



그림 A-32는 NI 4495의 아날로그 입력 회로 블록다이어그램을 보여줍니다 .

그림 A-32. NI 4495 아날로그 입력 블록다이어그램

노트 일부 NI 449x 디바이스는 다른 이득 옵션을 지원합니다 . 지원되는 이득 셋팅에 대한 더 자세한 정보는 NI 449x 스펙을 참조하십시오 .

NI 449x 아날로그 입력 채널에는 다음과 같은 기능이 있습니다 :• 최고 204.8 kS/s의 동시 샘플링 속도• 채널당 이득 선택• 채널당 IEPE 전류 구동 (NI 4495를 제외한 모든 모델 )• 채널당 IEPE 센서 개방 및 단락 감지 (NI 4495를 제외한 모든 모델 )• 외부 디지털 트리거링을 포함한 여러 개의 트리거링 모드• 채널당 디지털 과부하 감지• 하드웨어 데이터패킹• TEDS (NI 4499, NI 4498, NI 4497, NI 4496, NI 4492)

ADC10 MΩ

50 Ω

= 0, 20 dB



NI 449x 블록다이어그램그림 A-33은 NI 449x의 블록다이어그램을 보여줍니다 .

그림 A-33. NI 449x 블록다이어그램


NI 449x 전면 패널그림 A-34는 NI 4498, NI 4496 및 NI 4495의 전면 패널을 보여줍니다 . 그림 A-35는 NI 4499, NI 4497 및 NI 4492의 전면 패널을 보여줍니다 . NI 449x 디바이스에는 InfiniBand 4x 커넥터가 있습니다 . NI 449x 커넥터에 대한 더 자세한 정보는 NI-DAQmx 도움말을 참조하십시오 .

ADC 0/1

ADC 2/3 ADC PCI/PCIe

DDSPFI0

PX

I

PC

I\PC

Ie

ADC 14/15

FIFO



그림 A-34. NI 4498/4496/4495 전면 패널

NI PXIe-4498

PFI 0

AI 0-7

AI 8-15

NI PXIe-4498

NI PXI-4498

PFI 0

AI 0-7

AI 8-15

NI PXI-4498

NI PXI-4496

PFI 0

AI 0-7

AI 8-15

NI PXI-4496

NI PXI-4495

PFI 0

AI 0-7

AI 8-15

NI PXI-4495

NI PXIe-4496

PFI 0

AI 0-7

AI 8-15

NI PXIe-4496



그림 A-35. NI 4499/4497/4492 전면 패널

NI PXIe-4499

PFI 0

AI 0-7

AI 8-15

NI PXIe-4499

NI PXIe-4497

PFI 0

AI 0-7

AI 8-15

NI PXIe-4497

NI PXIe-4492

PFI 0

AI 0-7

NI PXIe-4492



주의 ±5 V 이상 변화하는 신호를 NI 449x 접지 참조에서 다른 입력 채널의 접지 (쉴드 )로 연결하면 디바이스의 손상이 일어날 수 있습니다 . NI는 그러한 연결로 인해 초래된 손상에 대해 책임이 있지 않습니다 .

BNC 커넥터 극성NI BNC-2144 또는 Infiniband 4x - 8 BNC 케이블 어셈블리를 사용하여 NI 449x에서 BNC 커넥터를 만들 수 있습니다 . 그림 A-36은 모든 NI 449x 디바이스의 BNC 커넥터 극성을 보여줍니다 .

그림 A-36. NI 449x 디바이스의 BNC 커넥터 극성

–

+



NI 449x 앨리어스 제거 필터 응답그림 A-37은 저주파수 앨리어스 제거가 활성화된 상태에서의 디지털 필터 입력 주파수 응답을 보여줍니다 .

그림 A-37. NI 449x 저주파수 앨리어스 제거가 활성화된 상태에서의 디지털 필터 입력 주파수 응답

그림 A-38은 저주파수 앨리어스 제거가 비활성화된 상태에서의 디지털 필터 입력 주파수 응답을 보여줍니다 .

0 0.25 0.5 0.75 1.0

(fs)

–200

–180

–140

–160

–120

–100

–60

–80

–40

–20

0

(dB

)



그림 A-38. NI 449x 저주파수 앨리어스 제거가 비활성화된 상태에서의 디지털 필터 입력 주파수 응답


그림 A-39는 강화된 저주파수 앨리어스 제거가 활성화된 상태 및 비활성화된 상태에서의 아날로그 앨리어스 제거 필터의 응답을 보여줍니다 . 그림 A-39는 오버샘플링 속도를 중심으로 fs 축의 대역에 해당하고 디지털 필터를 통과하는 톤에 대한 앨리어스 제거를 보여줍니다 . x축의 첫번째 세트는 NI 449x의 샘플링 속도를 kS/s로 나타냅니다 . x축의 두번째 세트는 주어진 샘플링 속도에서 디지털 필터를 통과하는 입력 신호의 주파수를 보여줍니다 . NI DSA의 오버 샘플링 속도에 대한 정보는 2장 , 다이나믹 신호 수집 디바이스 개념의 앨리어스 제거 필터 섹션을 참조하십시오 . 더 자세한 정보는 NI 449x 스펙의 ADC 변조기 오버샘플링 속도 섹션을 참조하십시오 .

0 0.25 0.5 0.75 1.0 (fs)

–200

–180

–140

–160

–120

–100

–60

–80

–40

–20

0

(dB

)




예를 들어 10 kS/s에서 샘플링할 때 , 디지털 필터는 128 fs, 즉 1.28 MHz ±5 kHz를 중심으로 10 kHz 대역에 있는 대역폭 외의 톤을 제거합니다 . 입력 신호의 노이즈가 이 좁은 윈도우에 들어오는 경우 , 노이즈는 디지털 필터에 의해 제거되지 않습니다 . 이 제한된 주파수 범위에는 아날로그 필터 사용을 고려해야 합니다 . 그림 A-39는 샘플링 속도가 10 kS/s일 때 , 강화된 저주파수 앨리어스 제거를 활성화하지 않은 상태에서 아날로그 필터가 1.28 MHz의 입력 신호 주파수를 -20 dB만큼 감쇠하는 것을 보여줍니다 . 강화된 저주파수 앨리어스 제거를 활성화한 상태에서 , 감쇠는 -59 dB입니다 .

그림 A-39의 톱니 모양 선은 저주파수 앨리어스 제거를 활성화한 상태에서 필터 응답을 나타낸 것입니다 . 최악의 경우 앨리어스 제거는 대략 -44 dB입니다 . 이는 25.6 kS/s에서의 아날로그 필터 감쇠에 해당합니다 .

이 상황은 각 샘플링 속도로 앨리어스 제거를 할 때의 최악의 경우를 나타냅니다 . 좁은 주파수 범위에서 잘 정의된 톤에서만 이런 최악의 시나리오를 관찰할 수 있습니다 . 실제 측정 상황에서 디지털 필터를 통과하는 모든 에너지는 낮은 진폭의 노이즈만으로 구성되어 있습니다 . 디지털 신호에서 원하지 않은 구성요소가 나타나는 경우 , 샘플링 속도를 증가시키면 아날로그 필터의 제거가 향상되고 디지털 필터가 앨리어스를 제거하도록 재조정되어 문제를 쉽게 해결할 수 있습니다 .

1.0 10.0 204.8 (kS/s)

–80.0

–70.0

–50.0

–30.0

–10.0 (

dB)

–60.0

–40.0

–20.0

0.0

1000.0

128 kHz 1.28 MHz 6.55 MHz128 fs 64 fs 32 fs

100.0



NI 449x 참조 클럭 동기화NI 449x 디바이스는 내장형 PLL 회로를 사용합니다 . PLL 회로는 내장형 100 MHz 전압에 의해 컨트롤되는 수정 발진기 (VCXO, Voltage-Controlled Crystal Oscillator)를 PXI/PXIe 10 MHz 참조 클럭 신호인 PXI_CLK10에 고정합니다 . VCXO 출력은 DDS 칩에 대한 소스를 제공하며 DDS 칩은 샘플 클럭 타임베이스를 제공합니다 . NI 449x 디바이스는 이런 방식으로 PXI_CLK10에 샘플 클럭 타임베이스를 고정합니다 .


NI 9233 및 NI 9234 디바이스

NI 9233 및 NI 9234 디바이스에 대한 문서는 ni.com/manuals를 참조하십시오 .

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• 시스템 통합 —시간의 제약 , 사내 기술 리소스의 제한 , 또는 그 외 프로젝트상의 문제점이 있는 경우 , National Instruments Alliance Partner 회원사가 도움을 드릴 수 있습니다 . 추가적인 정보는 , 가까운 NI 사무소에 연락하시거나 ni.com/alliance를 방문하십시오 .

• 적합성 선언 (Declaration of Conformity, DoC)—DoC는 제조업체의 적합성 선언을 사용하여 Councile of the European Communities에 따른다는 준수 선언입니다 . 이 시스템은 전자파 적합

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또한 , ni.com/niglobal의 Worldwide Offices 섹션을 방문하여 최신 연락 정보 , 지원 전화번호 , E-메일 주소 및 이벤트 정보를 제공하는 각 사무소의 웹 사이트에 접속할 수 있습니다 .

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