1.4.2. Многофункциональные платы и устройства для сбора данных

Для ввода-вывода данных National Instruments предлагает:

• платы сбора данных серий М, S и SC-серии с согласованием сигналов;

• платы сбора данных базового уровня В-серии;

• конфигурируемые платы ввода/вывода;

• платы для высокоточной регистрации температуры и напряжения;

• портативные устройства сбора данных Е-серии;

• управляемые источники тока и напряжения (приборы аналогового вывода);

• устройства цифрового ввода-вывода и счетчики/таймеры.

Программное обеспечение устройств ввода/вывода поддерживается LabVIEW, Signal­Express, TestStand, Measurement Studio, LabWindows/CVI.

Высокопроизводительные многофункциональные платы сбора данных М-серии имеют функции аналогового и цифрового ввода-вывода, функции счетчика/таймера. Сопряжение платы осуществляется по шинам PCI, PXI. Частота оцифровки АЦП для этих плат лежит в диапазоне от 100 кГц до 2,8 МГц при разрядности АЦП от 16 до 18. Аналоговые выходы, сформированные с помощью ЦАП, имеют разрешение от 12 до 16 бит. Скорость аналогового вывода — до 2,8 МГц. Количество входных аналоговых каналов для однопроводного включения (SE) с общей землей — от 16 до 64. При двухпроводном симметричном дифференциальном включении (DI) — соответственно 8 и 32. Цифровые каналы содержат от 8 до 48 линий, в которых обеспечивается скорость ввода-вывода до 10 МГц. В некоторых платах встроены антиальянсные фильтры от наложения частот.

Многофункциональные платы сбора данных S-cepuu имеют функции аналогового и цифрового ввода/вывода, функции счетчика/таймера. Особенностью этой серии является одновременная (синхронная) оцифровка сигналов по всем входным каналам. Сопряжение платы осуществляется по шинам PCI, PXI. Частота одновременной оцифровки всех каналов для этих плат лежит в диапазоне от 250 кГц до 10 МГц при разрядности АЦП от 12 до 16. Аналоговые выходы, сформированные с помощью ЦАП, имеют разрешение от 12 бит. Количество входных аналоговых каналов — от 2 до 8. Цифровые каналы содержат 8 линий. В некоторых платах встроены антиальянсные фильтры от наложения частот.

Платы сбора данных SC-cepuu с согласованием сигналов имеют функции согласования и аналогового ввода. Сопряжение платы осуществляется по шине PXI. Частота оцифровки каналов для этих плат составляет 200 кГц при разрядности АЦП в 16 бит. Количество входных аналоговых дифференциальных каналов — от 2 до 8. Кроме того, имеются входные мостовые схемы согласования с датчиками. Имеют по каждому каналу регулируемое усиление (0,5; 1; 10; 100). В некоторых платах встроены 2- и 4-полюсные фильтры Баттерворта.

Платы сбора данных базового уровня В-серии представляют собой упрощенные устройства сбора данных при минимальных ценах. Тем не менее, эти устройства позволяют решать достаточное множество измерительных задач. Имеют функции аналогового ввода-вывода. Сопряжение платы осуществляется по шине PCI. Частота оцифровки каналов для этих плат составляет 200 кГц при разрядности АЦП в 16 бит. Количество входных аналоговых каналов SE — до 16. Количество выходных аналоговых каналов — до 2 с разрешением до 16 бит. Цифровые каналы содержат 8 линий.

Конфигурируемые платы ввода-вывода снабжаются программируемой логической интегральной схемой (ПЛИС), реконфигурируемой с помощью программного модуля Lab VIEW FPGA Module. В плате ввода/вывода можно под конкретную задачу настроить управление и синхронизацию линий ввода/вывода, организовать счетчики/таймеры или разработать собственный интерфейс и т. д. Имеют функции аналогового ввода-вывода. Сопряжение платы осуществляется по шине PXI. Частота оцифровки каналов для этих плат составляет 200 кГц при разрядности АЦП в 16 бит. Количество входных аналоговых каналов SE — до 16. Количество выходных аналоговых каналов — 8 с разрешением до 16 бит со временем обновления 1 мкс. Содержат 96 синхронизируемых цифровых линий, конфигурируемых как вход, выход, счетчик. Возможна настройка системы синхронизации с разрешением 25 нс.

Платы для высокоточной регистрации температуры и напряжения представляют собой специализированные устройства аналогового ввода для регистрации температуры с термисторов, термометров сопротивления и термопар соответственно с точностью ±0,12 С, ±0,03 С, ±0,42 С, а также для измерения напряжения с разрешением 24 бита. Скорость аналогового ввода — до 60 Гц. Платы имеют 16 аналоговых входов и 8 цифровых линий. Сопряжение платы осуществляется по шинам PCI, PXI, USB.

Устройства сбора данных Е-серии предназначены для построения портативных и мобильных измерительных систем среднего быстродействия. Устройства имеют функции аналогового ввода-вывода. Сопряжение устройств осуществляется по шинам PCMCIA USB, Fire Wire, Compact Flash. Типичные частоты оцифровки для этих плат — от 10 кГц до 1,25 МГц при разрядности АЦП от 12 до 16 бит. Количество входных аналоговых каналов SE — до 16. Количество выходных аналоговых каналов — до 2 с разрешением от 12 до 16 бит. Имеют от 4 до 32 цифровых линий.

В 2005 г. фирмой были представлены новые малогабаритные устройства сбора данных USB 6008 и USB 6009. Они имеют 8 каналов аналогового ввода с разрешением 12 или 14 бит с частотой оцифровки до 48 кГц. Допускают быстрое plug-and-play подключение к компьютеру. Конструктивно выполнены в виде небольшой коробки (размером с КПК), по двум краям которой размещены винтовые терминалы для подключения датчиков. Электропитание осуществляется по шине USB.

Управляемые источники тока и напряжения (приборы аналогового вывода) предназначены для построения регулируемых источников и генерации сложных аналоговых сигналов с разрешением 12—16 бит при скорости обновления от 45 кГц до 1 МГц. Устройства содержат от 4 до 32 аналоговых каналов вывода с выходным диапазоном напряжений ±10 В и токов 0—20 мА. Сопряжение устройств осуществляется по шинам PCI, PXI, PCMCIA. Типичные частоты оцифровки для этих плат — от 10 кГц до 1,25 МГц при разрядности АЦП от 12 до 16 бит. Имеют от 8 до 16 цифровых линий ввода-вывода. Для высокоскоростной генерации сигналов заданной формы предназначено семейство устройств NI 54ХХ. Устройства этого семейства способны выдавать аналоговый сигнал с разрешением 12—16 бит с частотой обновления от 20 МГц (N1 5431) до 300 МГц (N1 5404).

Устройства цифрового ввода/вывода предназначены для ввода-вывода цифровых сигналов, а также для их высокоскоростной генерации и приема со скоростями до 400 Мб/с. Количество входных и выходных цифровых линий — от 24 до 64 с максимальным диапазоном выходного напряжения ±28—30 В и тока от 120 до 500 мА. Сопряжение устройств осуществляется по шинам PCI, PXI.

Счетчики/таймеры применяются для измерения частоты и временных параметров сигналов, синхронизации, подсчета событий, генерации отдельных импульсов и их последовательностей с точной временной привязкой. Устройства содержат высокостабильный задающий генератор с частотой до 80 МГц со стабильностью 510^–5. Количество счетчиков (таймеров) в устройстве — от 4 до 8 с разрядностью 32 бита. Количество совместимых с ТТЛ/КМОП цифровых линий ввода-вывода — до 32. Сопряжение устройств осуществляется по шинам PCI, PXI. Отдельные устройства (NI 6608) имеют GPS-синхронизацию.