NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National...

34
SC Express NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル 32 チャンネル、24 ビット、5 kS/s または 51.2 kS/s 同時フィルタ 付きデータ収録モジュール NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル 2015 8 377003A-0112

Transcript of NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National...

Page 1: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

SC ExpressNI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル32チャンネル、24ビット、5 kS/sまたは 51.2 kS/s同時フィルタ付きデータ収録モジュールNI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル

2015 年 8377003A-0112

Page 2: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

サポート

技術サポートのご案内ni.com/support

世界各地のオフィスni.com/niglobalから、お問い合わせ先、サポート電話番号、電メールアドレス、現在実施中のイベントに関する最新情報を提供する各国現地オフィスのウェブページにアクセスできます。

本ナショナルインスツルメンツ株式会社 105-0012 東京都港区芝 1-9-9 野村不動産芝ビル 8F/9F Tel: 0120-527196

National Instruments11500 North Mopac Expressway Austin, Texas 78759-3504 USA Tel: 512 683 0100

サポート情報の詳細については、「NI サービス」を参照してください。 ナショナルインスツルメンツのドキュメントに関してご意をお寄せいただく場合は、ナショナルインスツルメンツのウェブサイト、ni.com/jp/infoにある Info Codeに「feedback」とごください。© 2015 National Instruments. All rights reserved.

Page 3: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

法的情報限定的保証本書は、「現状有姿」(as is)で提供されており、事前の通知なしに次の改訂版で変更される場合があります。最新版については、ni.com/manualsをご参照ください。National Instruments Corporation(以下「NI」という)は、本書の技術的な正確性を念にチェックしております。ただし、NIは、本書に記載の情報の正確性について、切の明は黙の保証をわず、技術的な誤りについて切の責任を負いません。NIは、請求から 1年間、ハードウェア製品について、当該製品が適あるNIの公表された仕様に実質的に適合しないこととなるような素材及び製造技術上の陥は存在しないことを保証します。NIは、請求から 90間、(ⅰ)ソフトウェア製品が適される付属のマニュアル書に実質的に従って機能し、かつ(ⅱ)当該ソフトウェアの媒体に素材及び製造技術上の陥が存在しないことを保証します。NIが適ある保証期間中に陥は不適合の通知を受領した場合、NIはその裁量により、(ⅰ)問題のある製品を修理若しくは交換し、は(ⅱ)問題のある製品の料を払い戻します。修理は交換後のハードウェアは、当初の保証期間の残期間は 90間のうちいずれかい期間について保証されます。NIが問題のある製品を修理は交換することを選択する場合、NIは、新品、は新品と同等の性能及び信頼性を有し、当初の部品は製品と少なくとも同等の機能を有する整備済みの部品は製品を使することができます。お客様は製品をNIに返却する前に、NIからRMA番号を取得する必要があります。NIは、限定的保証の対象外のハードウェアの検査及び試験についてその費を請求する権利を留保します。限定的保証は、NI製品の陥が次のいずれかの事柄に起因するものである場合には適されません:(NI以外の者によって実施された)不適切は不分なメンテナンス、設置、修理は校正、許可を受けていない改変、不適切な環境、不適切なハードウェアはソフトウェア・キーの使、製品の仕様の範囲を超えた不適切な使は操作。不適切な電圧の印加、事故、誤は不注意、雷、洪は他の天災等の災害。上記の救済段は排他的なものであり、お客様が有する唯の救済段です。また、これらの救済段がその主要な的を達成しえない場合であっても適されます。本書に明に規定される場合を除いては、NI製品は、いかなる種類の保証も付されることなく、「現状有姿」(as is)で提供されます。NIは、NI製品に関するいかなる保証(商品性の黙の保証、特定的適合性、第三者の所有権その他の財産権を侵害していないこと、及び取引慣は取引過程によりじうるあらゆる保証を含みます)も、明、黙を問わず、いません。NIは、正確さ、的確性、信頼性その他いかなる点についても、NI製品の使は使結果に関して、保証せず、またいかなる表明もいません。NIは、NI製品の稼働に中断がなく、は誤作動がないことを保証しません。お客様とNIがNI製品を対象とする保証条件について、別途署名は記名押印済みの契約を締結している場合、当該契約書における保証条件が適されます。著作権著作権法に基づき、National Instruments Corporation(国ナショナルインスツルメンツ社)の書による事前の許可なく、本書のすべては部を写真複写、記録、情報検索システムへの保存、及び翻訳を含め、電的は機械的ないかなる形式によっても複製は転載することを禁します。National Instrumentsは他者の知的財産を尊重しており、お客様も同様の針に従われますようお願いいたします。NIソフトウェアは著作権法その他知的財産権に関する法律により保護されています。NIソフトウェアをいて他者に帰属するソフトウェアその他のマテリアルを複製することは、適あるライセンスの条件その他の法的規制に従ってそのマテリアルを複製できる場合に限り可能であるものとします。エンドユーザ使許諾契約及び他社製品の法的注意事項エンドユーザ使許諾契約(EULA)及び他社製品の法的注意事項は以下の場所にあります。• 注意事項は、<National Instruments>¥_Legal Information及び <National Instruments>ディレクトリにあります。

• EULAは、<National Instruments>¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。• NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む法については、<National

Instruments>¥_Legal Information.txtをお読みください。国政府の権利の制限お客様が国政府の機関、省はその他の事業体(「国政府」と総称する)である場合、本書に記載の技術データの使、複製、再製、公表、修正、開は転送は、間機関の連邦調達規則 52.227-14と軍事機関の国防省連邦調達規則補 252.227-7014及び 252.227-7015に基づく限定権利条項の適を受けます。

商標NIの商標の詳細については、ni.com/trademarksのNI Trademarks and Logo Guidelines(英語)をご覧ください。ARM, Keil, and μVision are trademarks or registered of ARM Ltd or its subsidiaries.

LEGO, the LEGO logo, WEDO, and MINDSTORMS are trademarks of the LEGO Group.

Page 4: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

TETRIX by Pitsco is a trademark of Pitsco, Inc.

FIELDBUS FOUNDATION™ and FOUNDATION™ are trademarks of the Fieldbus Foundation.

EtherCAT® is a registered trademark of and licensed by Beckhoff Automation GmbH.

CANopen® is a registered Community Trademark of CAN in Automation e.V.

DeviceNet™ and EtherNet/IP™ are trademarks of ODVA.

Go!, SensorDAQ, and Vernier are registered trademarks of Vernier Software & Technology. Vernier Software & Technology and vernier.com are trademarks or trade dress.

Xilinx is the registered trademark of Xilinx, Inc.

Taptite and Trilobular are registered trademarks of Research Engineering & Manufacturing Inc.

FireWire® is the registered trademark of Apple Inc.

Linux® is the registered trademark of Linus Torvalds in the U.S. and other countries.

Handle Graphics®, MATLAB®, Simulink®, Stateflow®, and xPC TargetBox® are registered trademarks, and Simulink Coder™, TargetBox™, and Target Language Compiler™ are trademarks of The MathWorks, Inc.

Tektronix®, Tek, and Tektronix, Enabling Technology are registered trademarks of Tektronix, Inc.

The Bluetooth® word mark is a registered trademark owned by the Bluetooth SIG, Inc.

The ExpressCard™ word mark and logos are owned by PCMCIA and any use of such marks by National Instruments is under license.

The mark LabWindows is used under a license from Microsoft Corporation. Windows is a registered trademark of Microsoft Corporation in the United States and other countries.

本書中に記載されたその他の製品名及び企業名は、それぞれの企業の商標は商号です。National Instruments Alliance Partner ProgramのメンバーはNIより独している事業体であり、NIと何ら代理店、パートナーシップはジョイント・ベンチャーの関係にありません。特許NIの製品を保護する特許については、ソフトウェアで参照できる特許情報(ヘルプ→特許)、メディアに含まれている patents.txtファイル、はni.com/patentsからアクセスできるNational Instruments Patent Notice(英語)のうち、該当するリソースから参照してください。

輸出関連法規の遵守に関する情報NIの輸出関連法規遵守に対する針について、また必要なHTSコード、ECCN(Export Control Classification Number)、その他の輸出に関する情報の取得法については、「輸出関連法規の遵守に関する情報」(ni.com/legal/ja/export-compliance)を参照してください。

National Instruments Corporation製品を使する際の警告お客様は、National Instruments Corporation(以下「NI」という)の製品がお客様のシステムはアプリケーションに組み込まれるかどうかにかかわらず常にNI製品の適合性及び信頼性(システムはアプリケーションの適切な設計、プロセス及び安全性を含みます)を確認し、検証する最終的な責任を負います。NI製品は、命若しくは安全の維持に不可なシステム、危険な環境若しくはフェイル・セーフ機能が必要となる他のあらゆる環境(原施設の運、航空機ナビゲーション、航空交通管制システム、救命若しくは命維持システムその他の医療装置の運若しくは操作を含みます)、はこの製品の陥が死亡、傷害、重な財産損害若しくは環境被害をもたらしうるその他あらゆる途における使(以下「リスク途」と総称する)のために設計、製造は試験されたものではありません。さらに、故障・機能不全を防ぐために、バックアップ及びシャットダウン機構の準備などの慎重な処置を講じる必要があります。NIは、NI製品のリスク途への適合性について、明は黙を問わず、いかなる保証もいません。

Page 5: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

© National Instruments | v

次第 1章はじめにインストール ..........................................................................................................................................1-1モジュール仕様......................................................................................................................................1-1モジュールアクセサリ .......................................................................................................................1-1

第 2章モジュールを使する信号を接続する......................................................................................................................................2-1

電圧信号を接続する ..................................................................................................................2-1浮動型信号ソースを接続する .....................................................................................2-1接地基準型電圧信号ソースを接続する ..................................................................2-4

熱電対信号を接続する .............................................................................................................2-5冷接点補償 ............................................................................................................................2-5

電流信号を接続する ..................................................................................................................2-5モジュールのピン配列 .............................................................................................................2-7I/Oコネクタ信号の説明 ..........................................................................................................2-9

NI PXIe-4302/4303 ブロック図 .......................................................................................................2-9信号集録に関する注意事項 .............................................................................................................2-10

ナイキスト周波数およびナイキスト帯域幅 ..................................................................2-10ADC ...................................................................................................................................................2-10操作モード......................................................................................................................................2-10バッファモードでの集録.........................................................................................................2-11

アンチエイリアスフィルタ ..........................................................................................2-11オプションバッファモード IIRフィルタ ...............................................................2-13

ハードウェアタイミングシングルポイント集録 ........................................................2-14ハードウェアタイミングシングルポイント集録モデル..........................................2-14最 HWTSPレート解析...........................................................................................................2-14

2 kHzの制御ループレートの計算例.........................................................................2-15タイミングとトリガ ..................................................................................................................2-17

サンプルクロックタイムベース ................................................................................2-17外部クロック .......................................................................................................................2-17デジタルトリガ ..................................................................................................................2-17アナログトリガ ..................................................................................................................2-17トリガおよびフィルタ遅延 ..........................................................................................2-18

同期 ....................................................................................................................................................2-18基準クロックによる同期 ...............................................................................................2-18

Page 6: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

vi | ni.com

タイミングエンジンおよび DSPストリーム .......................................................................... 2-20タイミングエンジン .................................................................................................................. 2-20DSPストリーム............................................................................................................................ 2-20

AIチャンネルおよび DSPストリーム .................................................................... 2-20制限の例 ................................................................................................................................ 2-21

アクセサリの動検出 ............................................................................................................. 2-21

第 3章SC Expressに関する注意事項SC Expressクロック信号およびトリガ信号 ........................................................................... 3-1

PXIe_CLK100PXIe_CLK100..................................................................................................... 3-1PXIe_SYNC100.............................................................................................................................. 3-1PXI_CLK10....................................................................................................................................... 3-1PXIトリガ ....................................................................................................................................... 3-1PXI_STARトリガ .......................................................................................................................... 3-2PXIe_DSTAR<A..C> ..................................................................................................................... 3-2

付録 ANI サービス

図覧図 2-1. 浮動型信号ソースを接続する(バイアス抵抗なし)............................... 2-2図 2-2. 浮動型信号ソースを接続する(単バイアス抵抗を使)................. 2-2図 2-3. 浮動型信号ソースを接続する(バランスの取れたバイアス

抵抗を使)................................................................................................................. 2-3図 2-4. 低インピーダンスの ACカプリング浮動型ソースを接続する.......... 2-3図 2-5. ACカプリング浮動型ソースを接続する(バランスの取れた

バイアス抵抗を使).............................................................................................. 2-4図 2-6. 接地基準型信号ソースを接続する.................................................................... 2-4図 2-7. ループ電源電流トランスデューサを接続する ........................................... 2-6図 2-8. 3線式電流トランスデューサを接続する ...................................................... 2-7図 2-9. NI PXIe-4302/4303 ブロック図 ............................................................................ 2-10図 2-10. HWTSPデータパスモデル ..................................................................................... 2-14図 2-11. 転送時間とアプリケーションの時間の関係 ................................................ 2-15図 2-12. 標準的な制御システム............................................................................................ 2-15図 2-13. 帯域幅が 2 kHz以上の制御システムにおけるおよび出 .......... 2-16

表覧表 2-1. フロントコネクタの信号ピン割り当て ........................................................ 2-8表 2-2. I/Oコネクタ信号の説明 ........................................................................................ 2-9

表 3-1. PXIe_DSTARラインの説明 .................................................................................... 3-2

Page 7: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

© National Instruments | 1-1

1はじめにNI PXIe-4302/4303は、32個の同時サンプリングフィルタ付きアナログチャンネルを備えています。最サンプルレートは、NI PXIe-4302では 5 kS/s/ch、NI PXIe-4303では 51.2 kS/s/chです。これらのモジュールは、TB-4302を使することにより最 10 Vのアナログ電圧、 TB-4302Cを使することにより 20 mAの電流信号を測定できます。各チャンネルには、24ビットの ADCおよび帯域外ノイズを除去するための選択可能デジタルフィルタが搭載されています。

インストールソフトウェアのインストール順およびハードウェアの取り付け順の詳細については、『NI PXIe-4302/4303および TB-4302/4302C ユーザガイド /端台の仕様』を参照してください。

メモ NI-DAQmxの特定のリリースでサポートされている端台の覧は、バージョン別のダウンロードページまたはインストールメディアで利可能な Readmeで参照してください。

モジュール仕様モジュール仕様については、『NI PXIe-4302/4303 仕様』を参照してください。

モジュールアクセサリサポートされているアクセサリの情報および覧については、ni.com/scexpressを参照してください。

Page 8: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

© National Instruments | 2-1

2モジュールを使するこの章では、NI PXIe-4302/4303モジュールに電圧、熱電対、および電流の各信号を接続する法を説明します。また、モジュールの I/Oコネクタ信号のピン割り当ても記載されています。

NI PXIe-4302/4303のドライバサポートは、NI-DAQmx 15.1から使可能になりました。特定のリリースでサポートされているデバイスの覧は、バージョン別のダウンロードページまたはインストールメディアにある『NI-DAQmx Readme』を参照してください。

信号を接続するこのセクションでは、電圧、熱電対、および電流の各信号を接続する法を説明します。

注意 指定された EMCのパフォーマンスを確保するには、必ずシールドツイストペアケーブルとシールドアクセサリを使してください。

注意 指定された EMCのパフォーマンスを確保するには、すべての I/Oケーブルのさを 30 m(100 ft)未満にする必要があります。

電圧信号を接続するメモ 電圧信号の測定には TB-4302 端台が必要です。

浮動型信号ソースを接続する浮動型信号ソースは、建物の接地装置には接続されてなく、デバイスのグランドを絶縁接地基準ポイントとします。浮動型信号ソースの例としては、変圧器、熱電対、電池式デバイス、光アイソレータ、および絶縁アンプなどが挙げられます。絶縁出を持つ計測器やデバイスは、浮動型信号ソースです。

Page 9: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

第 2章 モジュールを使する

2-2 | ni.com

浮動型ソースの負極のリードは、AIGNDに接続する(直接またはバイアス抵抗を介して)ことが重要です。これを怠ると、ソースが最動作電圧レンジを超えて浮動し、誤ったデータを返すことがあります。AIGNDをソースの基準にするには、図 2-1のように、信号の正極を AI+に接続し、信号の負極を AIGNDと AI-の両に、抵抗を使せずに接続するのが最も簡単な法です。この接続は、ソースインピーダンスが 100 Ω未満の DCカプリングソースに使できます。

図 2-1. 浮動型信号ソースを接続する(バイアス抵抗なし)

ソースインピーダンスが 100 Ω以上の場合、この接続は差動信号パスのバランスを著しく崩します。正側ラインにカプリングされるノイズは、接地されている負側ラインにはカプリングされません。このノイズは、コモンモード信号ではなく差動モード信号として表れるため、データ上に表されます。この場合は、負側ラインを AIGNDに直接接続せずに、図 2-2のように、同等のソースインピーダンスの約 100倍の抵抗を介して AIGNDに接続します。この抵抗により信号パスがほぼ均衡状態となるため、同程度のノイズが両の端にカプリングされ、結合ノイズをより完全に除去できます。この構成では、バイアス抵抗が浮動型ソースの負側ラインと AIGNDの間にあるため、浮動型ソースの出に負荷はかかりません。

図 2-2. 浮動型信号ソースを接続する(単バイアス抵抗を使)

PXIe-4302/4303TB-4302

AI+

AI–

AIGND

+–

(<100 Ω)

AI+

AI–

AIGND

PXIe-4302/4303TB-4302

AI+

AI–

AIGND

+Vs–

R 100

AI+

AI–

AIGND

R(≥100 Ω)

Page 10: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル

© National Instruments | 2-3

図 2-3のように同じ値の抵抗を正極と AIGNDの間にも接続すると、信号パスのバランスは完全に均衡となります。このようにバランスが完全に均衡な構成では、ノイズ除去は若向上しますが、2つの直列抵抗によりソースに負荷がかかるという点がじます。たとえば、ソースインピーダンスが 2 kΩで、各抵抗が 100 kΩの場合、これらの抵抗により 200 kΩの負荷がソースにかかることになり、-1%のゲイン誤差が発します。

図 2-3. 浮動型信号ソースを接続する(バランスの取れたバイアス抵抗を使)

AI+および AI-は、ともにグランドへの DCパスを必要とします。ソースが ACカプリングされている場合は、図 2-4にように、正極と AGNDの間に抵抗が必要です。ソースが低インピーダンスの場合は、ソースにきな負荷をかけない程度にきく、バイアス電流によりきなオフセット電圧を成しない程度にさい抵抗を、正極のバイアス抵抗として選択します。負極は、直接 AIGNDに接続します。

図 2-4. 低インピーダンスの ACカプリング浮動型ソースを接続する

PXIe-4302/4303TB-4302

AI+

AI–

AIGND

+

AI+

AI–

AIGND

RR

Vs

PXIe-4302/4303TB-4302

AI+

AI–

AIGND

+

AC AI+

AI–

AIGND

AC

Vs

R(<100 Ω)

Page 11: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

第 2章 モジュールを使する

2-4 | ni.com

ソースが出インピーダンスで、かつ ACカプリングされている場合は、図 2-5のように、前述の法で正極と負極の両に対して同じ値の抵抗を使して信号パスのバランスを取ります。ソースにかかる負荷によりじるゲイン誤差に注意してください。

図 2-5. ACカプリング浮動型ソースを接続する(バランスの取れたバイアス抵抗を使)

接地基準型電圧信号ソースを接続する接地基準型信号ソースは、測定デバイスを基準とするコモン接地ポイントに接続されている信号ソースです。

同じ建物の電源システムに接続された 2つの計測器のグランド電位差は、通常は1 mV〜 100 mVの間ですが、配電回路が適切に接続されていないと差異がそれ以上になることがあります。接地された信号ソースが正確に測定されないと、この差異が測定誤差として表れる可能性があります。グランド電位差を測定信号から除去するには、接地信号ソースの接続順に従ってください。

図 2-6は、TB-4302を取り付けた NI PXIe-4302/4303に接地基準型信号ソースを接続する法をしています。

図 2-6. 接地基準型信号ソースを接続する

PXIe-4302/4303TB-4302

AI+

AI–

AIGND

+

AC AI+

AI–

AIGND

AC

Vs

RR(≥100 Ω)

PXIe-4302/4303TB-4302

AI+

AI–

AIGND

+

+

AI+

AI–

AIGND

Vs

Vcm

Page 12: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル

© National Instruments | 2-5

このタイプの接続では、NI PXIe-4302/4303は、図 2-6で Vcmとされている、信号のコモンモードノイズおよび信号ソースとデバイスグランド間のグランド電位差の両を除去します。

熱電対信号を接続するメモ 熱電対信号の測定には TB-4302端台が必要です。

浮動型熱電対に対しては、「浮動型信号ソースを接続する」セクションを参照し、NI PXIe-4302/4303の差動にバイアスをかけてください。

接地基準型熱電対については、「接地基準型電圧信号ソースを接続する」セクションを参照してください。

冷接点補償冷接点補償(CJC)とは、熱電対のネジ留め式端接点の温度を測定し、その温度を使して、熱電対チャンネルで測定された温度を補償するプロセスです。TB-4302には、端台の温度を測定するための温度センサが搭載されています。端台は、搭載温度センサと各ネジ留め式端の間の温度差を最限に抑えるように設計されています。

CJCの確度仕様については、『NI PXIe-4302/4303および TB-4302/4302C ユーザガイド /端台の仕様』を参照してください。

電流信号を接続するメモ 電流信号の測定には TB-4302C端台が必要です。

TB-4302Cの各チャンネルには、電流信号に接続できる AI端が装備されています。5 Ωのシャント抵抗により、NI PXIe-4302/4303で測定された電流信号を電圧に変換します。

TB-4302Cには、外部電源で使可能な 33個の端が搭載されています。これらの端は VSUPとラベル付けされています。すべての VSUP端は、端台内で相互に接続されています。2 A電流制限付きまたは 2 Aヒューズにより保護されている外部電源を使し、正極電源リードを VSUP端に、負極電源リードを AISENSE端に接続します。これには、端台のリファレンス番号 J19のネジ留め式端のペアを使します。これに加え、各 AIチャンネルのトランスデューサに電圧を供給するためのVSUP端があります。TB-4302Cには、1つの外部電圧電源のみを接続できます。

TB-4302Cは、NI PXIe-4302/4303のすべての負極 AIを TB-4302C端台のすべての AISENSE端に内部的に短絡させます。TB-4302Cには、合計 18個の AISENSE端があります。上述のように、1つの AISENSE端は外部電源に接続するためのものです。浮動型外部電源を使する場合は、AISENSE端 J21を AIGND端とペアにすることにより、AISENSEと AIGNDの間に外部バイアス抵抗を接続できます。これ

Page 13: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

第 2章 モジュールを使する

2-6 | ni.com

以外のすべての AISENSE端は、トランスデューサへの接続であり、2つのチャンネルにつき 1つずつ装備されています。AISENSEと AIGNDの間の最電圧については、『NI PXIe-4302/4303および TB-4302/4302C ユーザガイド /端台の仕様』を参照してください。

TB-4302Cには、ループ電源電流トランスデューサおよび 3線式電流トランスデューサを含むシングルエンド電流信号を接続できます。いずれの場合も、電流トランスデューサの出を AI端に、電流トランスデューサの電圧電源を VSUP端に接続します。3線式トランスデューサを使する場合は、さらに電流トランスデューサの負極リードを AISENSE端に接続してください。ループ電源電流トランスデューサおよび 3線式電流トランスデューサを TB-4302Cに接続する法については、図 2-7と図 2-8を参照してください。

図 2-7. ループ電源電流トランスデューサを接続する

AI

2 A

AISENSE

AIGND

PXIe-4302/4303TB-4302C

AI+

AI–

AIGND

+

5 Ω

Vsup

Vsup

Page 14: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル

© National Instruments | 2-7

図 2-8. 3線式電流トランスデューサを接続する

モジュールのピン配列表 2-1は、NI PXIe-4302/4303のフロントコネクタのピン配列をしています。各信号の説明については、「I/Oコネクタ信号の説明」セクションを参照してください。端台の信号の位置については、『NI PXIe-4302/4303および TB-4302/4302C ユーザガイド /端台の仕様』を参照してください。

AI

2 A

AISENSE

AIGND

PXIe-4302/4303TB-4302C

AI+

AI–

AIGND

3

+

5 Ω

+

Vsup

Vsup

Page 15: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

第 2章 モジュールを使する

2-8 | ni.com

表 2-1. フロントコネクタの信号ピン割り当て

フロントコネクタ図 番号 A列 B列 C列

RSVDは予約済み、NCは接続なし

32 AIGND AI0+ AI1+

31 AI2+ AI0- AI1-

30 AI2- AI3- AI3+

29 AIGND AI4+ AI5+

28 AI6+ AI4- AI5-

27 AI6- AI7- AI7+

26 AIGND AI8+ AI9+

25 AI10+ AI8- AI9-

24 AI10- AI11- AI11+

23 AIGND AI12+ AI13+

22 AI14+ AI12- AI13-

21 AI14- AI15- AI15+

20 AIGND AI16+ AI17+

19 AI18+ AI16- AI17-

18 AI18- AI19- AI19+

17 AIGND AI20+ AI21+

16 AI22+ AI20- AI21-

15 AI22- AI23- AI23+

14 AIGND AI24+ AI25+

13 AI26+ AI24- AI25-

12 AI26- AI27- AI27+

11 AIGND AI28+ AI29+

10 AI30+ AI28- AI29-

9 AI30- AI31- AI31+

8 AIGND NC NC

7 NC NC NC

6 NC NC NC

5 PFI0 RSVD RSVD

4 RSVD RSVD RSVD

3 RSVD RSVD RSVD

2 RSVD DGND RSVD

1 RSVD RSVD RSVD

A B C

32

31

30

29

28

27

26

25

24

23

22

21

20

19

18

17

16

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Page 16: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル

© National Instruments | 2-9

I/Oコネクタ信号の説明表 2-2は、I/Oコネクタ信号を説明しています。

NI PXIe-4302/4303 ブロック図図 2-9は、NI PXIe-4302/4303のブロック図をしています。各チャンネルのアナログ信号は、ソフトウェアにより選択可能なゲインブロックおよびアンチエイリアスフィルタにより調節されます。調節された各信号は、24ビットデルタシグマ型 ADCによりデジタル化されるため、同時データ集録が可能です。デジタル化された信号は、さまざまな DSPステップへ渡された後、ソフトウェアへ送信されます。このデジタルブロックの詳細については、「タイミングエンジンおよび DSPストリーム」セクションを参照してください。

表 2-2. I/Oコネクタ信号の説明

信号名 向 説明AIGND — アナロググランド

AI<0..31>+ 差動アナログチャンネル 0〜 31の正極。AI<0..31>- 差動アナログチャンネル 0〜 31の負極。

RSVD — これらのピンはアクセサリとの通信に予約済み。DGND — デジタルグランド —このピンは、モジュールのデ

ジタル信号の基準となり、モジュールデジタルグランドに接続されている。

PFI0 トリガおよび同期信号を送受信する 3.3 Vデジタル信号。このラインは DGNDを基準とする。

Page 17: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

第 2章 モジュールを使する

2-10 | ni.com

図 2-9. NI PXIe-4302/4303 ブロック図

信号集録に関する注意事項このセクションでは、操作モード、デルタシグマ型変換器、ナイキスト周波数とナイキスト帯域幅、タイミング、トリガ、および同期などを含む、信号集録に関する概念について説明します。

ナイキスト周波数およびナイキスト帯域幅ADCなどのサンプリングシステムでは、測定可能な信号の帯域幅が限られています。たとえば、サンプルレート fs では、fs/2未満の周波数の信号のみを測定できます。この最周波数は「ナイキスト周波数」として知られています。また、0 Hzからナイキスト周波数までの帯域幅は、「ナイキスト帯域幅」と呼ばれます。

ADCNI PXIe-4302/4303の ADCでは、デルタシグマ変調と呼ばれる変換式が使されています。この式では、信号をオーバーサンプリングした後に、結果データをデシメート処理およびフィルタ処理することにより必要なサンプルレートを取得します。NI PXIe-4302は、1 S/s〜 5 kS/sのレートをサポートしています。NI PXIe-4303は、1 S/s〜 51.2 kS/sのレートをサポートしています。

操作モードNI PXIe-4302/4303では、バッファモードとハードウェアタイミングシングルポイントモードという 2つのモードがサポートされています。バッファモードによる集録では、オーバーサンプリングされたデータが指定のサンプルレートまで間引きされ、ナイキスト周波数を超える周波数成分はデジタルアンチエイリアスフィルタにより取

0

1

7

0 7

8 15

24 31

16 23

I/O

AIGND GND

AI0+AI0–

AI1+AI1–

AI7+AI7–

DS

PP

XIe

PX

Ie

ADC

Page 18: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル

© National Instruments | 2-11

り除かれます。このようなアンチエイリアスフィルタは群遅延を引き起こすため、アプリケーションによっては不向きな場合もあります。このため、NI PXIe-4302/4303はハードウェアタイミングサンプルポイントモードもサポートします。ハードウェアタイミングシングルポイントモードでは、オーバーサンプリングされたデータを、より鋭さの低いフィルタで処理することにより、群遅延を低減させます。

バッファモードでの集録NI PXIe-4302/4303のバッファモードでは、アナログ /デジタルフィルタ処理を組み合わせて使することにより、帯域外の信号を除去して帯域内の信号を正確に再現します。これらのフィルタは、信号の周波数レンジまたは帯域幅に基づいて信号を区別します。考慮が必要な 3つの重要なバンドは、パスバンド、ストップバンド、およびエイリアスフリー帯域幅です。

バッファモードでは、NI PXIe-4302/4303は、主にパスバンドフラットネスや線形位相により量化された信号のパスバンド帯域部分を正確に表現します。エイリアスフリー帯域幅に表されるすべての信号は、エイリアスの信号または最限のストップバンド除去でフィルタ処理された信号です。

アンチエイリアスフィルタデジタイザまたは ADCは、ナイキスト周波数の上限を超えた周波数成分を含む信号をサンプリングする場合があります。帯域外成分が変調され、ナイキスト帯域内にることによる悪影響がエイリアシングです。エイリアシングで最も危険なのは、ADC出をただけではエイリアシングが発しているかどうかの判断ができないことです。信号に複数の周波数成分または調波が含まれている場合、正しい成分も含まれていますが、他はエイリアスによるものです。

デジタル化されたデータセットからエイリアス成分を除去するには、デジタル化処理前または処理中に、ナイキスト周波数を超える成分を除去するためのローパスフィルタ処理をいます。NI PXIe-4302/4303モジュールのバッファモードでは、この保護を実現するためにデジタルとアナログ両のローパスフィルタを使します。

バッファモードでは、NI PXIe-4302/4303モジュールは、オーバーサンプリングアーキテクチャ、およびカットオフ周波数がサンプルレートとともに変動する急峻なデジタルフィルタ1 を使します。このため、フィルタはナイキスト周波数に追随するよう動的に調整されます。デジタルフィルタはほぼすべての帯域外成分を除去しますが、サンプルレートをはるかに超えたある特定の狭い周波数帯域からのエイリアスに影響される場合があります。これらの周波数は、ADCエイリアスホールと呼ばれています。

NI PXIe-4302/4303モジュールでは、ADCエイリアスホールによるエラーを最限に抑えるために固定周波数のアナログフィルタを使します。このアナログフィルタ

1 サンプルレートが 25 Hz未満の場合は、エイリアスフリー帯域幅の低い、より緩やかなフィルタが使されます。これは、低いサンプルレートにおけるフィルタ処理によりじるきな群遅延を低減させるためです。低レートでのパフォーマンスについては『NI PXIe-4302/4303仕様』を参照してください。

Page 19: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

第 2章 モジュールを使する

2-12 | ni.com

は、アナログ信号パスに存在する周波成分を、ADCに到達する前に除去します。このフィルタ処理は、デジタルフィルタでは対応不可能な狭帯域からの周波エイリアスを処理します。

パスバンドパスバンド内の信号には、周波数によって異なるゲインや減衰があります。周波数に対するゲインの微細な変化は、パスバンドフラットネスと呼ばれます。NI PXIe-4302/4303のデジタルアンチエイリアスフィルタは、サンプルレートによってパスバンドの周波数レンジを調節します。このため、任意の周波数におけるゲインや減衰の量はサンプルレートにより異なります。

ストップバンドデジタルアンチエイリアスフィルタは、ストップバンド周波数を超えるすべての信号をきく減衰することにより、エイリアシングを防ぎます。このため、ストップバンド周波数はサンプルレートに正確に例します。ストップバンド除去は、ストップバンド内の周波数成分すべてに対してアンチエイリアスフィルタが適する最減衰量です。

エイリアスフリー帯域幅NI PXIe-4302/4303のエイリアスフリー帯域幅にみられる信号は、周波数における信号のエイリアス成分ではありません。エイリアスフリー帯域幅は、ストップバンド周波数以上の周波数を除去するフィルタの能と定義され、サンプルレートからストップバンド周波数を引いた値です。

フィルタ群遅延NI PXIe-4302/4303によるアンチエイリアスデジタルフィルタ処理では、NI PXIe-4302/4303の信号でイベントが発してから、そのイベントに関連するデータが集録とフィルタ処理から出されるまでの間に、多くのサンプル相当の時間遅延が発します。この遅延は、群遅延と呼ばれます。

NI PXIe-4302/4303モジュールからデータを集録して、そのデータを他のモジュールからのデータと相関させるプロセスを簡素化するため、NI PXIe-4302/4303は次の式でこの群遅延を補正します。• NI PXIe-4302/4303からのサンプルクロック出は、ADCのピンで信号

が有効になった時点で成されます。データを集録する際、NI PXIe-4302/4303はまずサンプルクロックを成し、そのサンプルクロックに関連するデータが集録されるまで待ち、その集録データを返します。このため、このサンプルクロックを基にした他の集録はすべて NI PXIe-4302/4303が返すデータと時間的に致します。

• NI PXIe-4302/4303が成または受信したすべてのトリガは、成されたサンプルクロックとの関連を基に解釈されます。たとえば、集録を開始する開始トリガが発されると、次のサンプルクロックからのデータが集録の開始ポイントとして返されます。アナログトリガイベントに対する影響の詳細については、「トリガおよびフィルタ遅延」セクションを参照してください。

Page 20: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル

© National Instruments | 2-13

• オンデマンドソフトウェアサンプリングは、モジュールでサポートされている最サンプルレートで実する集録から 1サンプルを返します。オンデマンドのソフトウェアタイミング集録では、NI PXIe-4302/4303は群遅延が経過してからサンプルを返します。このため、データ返還とデータ要求は時間的に近くなり、遅延はアナログ遅延とデジタルフィルタ遅延の合計になります。1

オプションバッファモード IIRフィルタNI PXIe-4302/4303のバッファモードでは、急峻なアンチエイリアスフィルタに加え、オプションの 4次楕円ローパス IIRフィルタを使することもできます。これらのローパスフィルタは、サンプルレートとは無関係の固定カットオフ周波数を使し、にアナログフィルタを設定するのと同じ役割を果たします。たとえば、60 Hzの電線ノイズを除去するには、デジタル 2 Hzローパスフィルタを選択し、サンプルレートは任意の値を使できます。

オプションのローパスフィルタは、エイリアスフィルタへの追加フィルタです。このため、オプションのローパスフィルタは、アンチエイリアスフィルタのパスバンドでのみ有効です。アンチエイリアスフィルタは、ナイキスト周波数を超える周波数成分も除去します。

デフォルトでは、オプションのローパスデジタルフィルタは無効になっています。バッファモードタスクの各チャンネルは、NI PXIe-4302/4303で使可能な任意のフィルタを使するように個別に構成できます。フィルタの構成法については、『NI-DAQmx ヘルプ』の「デジタル AIフィルタ」を参照してください。サポートされているカットオフ周波数およびそれらのフィルタの応答特性については、『NI PXIe-4302/4303 仕様』を参照してください。

フィルタ整定時間ローパスフィルタを初めて有効にした場合、フィルタが正しい値に整定されるまで時間がかかります。無効な値が表されることを避けるため、ソフトウェアは、フィルタが有効にされた後、定時間動的に待機してからタスクを開始します。ソフトウェアによる待機時間は、選択されたフィルタのカットオフ周波数によって決まります。カットオフ周波数が低いほど、フィルタが整定されるまで待機する時間がくなります。詳細については、『NI PXIe-4302/43033 仕様』を参照してください。

フィルタ群遅延他のフィルタ同様、オプションのローパスフィルタにも群遅延が伴います。オプションのフィルタは IIRであるため、群遅延は、減衰される信号のカットオフ周波数と周波数両の関数です。群遅延は、すべての周波数に対して定ではないため動

1 NI PXIe-4302/4303の最サンプルレートは 51.2 kS/sです。固定アナログ遅延に加え、デジタルフィルタ群遅延も考慮する必要があります。51.2 kS/sでは、デジタルフィルタ群遅延は次のように計算されます。

10 Vレンジを使した場合、全体の遅延は 1.79837 ms + 6.77 μs = 1.80514 msになります。詳細については、『NI PXIe-4302/43033 仕様』を参照してください。

1.79742 ms 48.5 S51.2 kS/s-------------------------------+ 1.79837 ms=

Page 21: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

第 2章 モジュールを使する

2-14 | ni.com

的に補正することはできず、での追加の遅延として表されます。詳細については、『NI PXIe-4302/43033 仕様』を参照してください。

ハードウェアタイミングシングルポイント集録ハードウェアタイミングシングルポイント(HWTSP)は、ハードウェアタイミングによる集録モードであり、デジタルハードウェア信号(サンプルクロック)が集録レートを制御します。サンプルクロック信号は、インポートするか、NI-DAQmxタスクで構成されたサンプルレートを使して NI PXIe-4302/4303上で内部的に成できます。

バッファモードの集録では、バス通信をよりきくするため、ホストマシンへのデータの転送を待機することがあります。これにより、スループットを最化できます。HWTSP集録では、デバイスは、各サンプルクロックに応答してホストにデータを送信します。これにより、レイテンシを最化できます。

このような特性から、HWTSPはリアルタイム制御アプリケーションに適してします。「次のサンプルクロックまで待機」関数を使した HWTSP集録では、ソフトウェアレイヤーおよびハードウェアレイヤー間が正確に同期されます。詳細については、「NI-DAQmxハードウェアタイミングによるシングルポイント遅延チェック」ドキュメントを参照してください。このドキュメントを参照するには、 ni.com/jp/infoでInfo Codeに「daqhwtsp」とします。

ハードウェアタイミングシングルポイント集録モデルHWTSPデータパスは、低レイテンシのアプリケーションに最適化されており、バッファモード集録で使されるデータパスとは異なります。

HWTSPモードでは、フィルタ処理システムとサンプリングシステムを分離可能にモデル化できるため、フィルタとサンプルレートを個別に構成できます。

図 2-10は、HWTSPデータパスモデルをしています。

図 2-10. HWTSPデータパスモデル

ADCはストリームをサンプリングし、サンプルクロック信号に基づいて PXIeコントローラまたはコンピュータに返します。

最 HWTSPレート解析HWTSP集録中、1つのサンプルももらさずに達成可能な最集録レートは、転送時間とアプリケーション時間の両に影響されます。図 2-11を参照してください。

PXIeA/D

レート最1

転送時間 アプリケーション時間+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------=

Page 22: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル

© National Instruments | 2-15

メモ HWTSP集録では、集録レートに追いつけない場合、それが通知されます。詳細については、『NI-DAQmx ヘルプ』の「ハードウェアタイミングシングルポイントサンプルモード」トピックを参照してください。

図 2-11. 転送時間とアプリケーションの時間の関係

メモ 制御アプリケーションでは、制御システムの帯域幅を計算する際に、集録しているデータの群遅延を考慮して解析することが重要です。サンプルレートに関係なく、システムの帯域幅は以下のようになります。

2 kHzの制御ループレートの計算例図 2-12は、制御対象のプロセス、集録および刺激成をう DAQデバイス、データ処理および適切な AO値の決定、またその値をプロセスに返す PXIeコントローラまたはコンピュータから構成された、標準的な制御システムをしたものです。

図 2-12. 標準的な制御システム

2 kHz制御ループを正しく閉じるには、AI サンプルが集録された時間と AO刺激信号が成された時間の差が 500 μs未満であることを確認してください。図 2-13を参照してください。

20 μs *120 μs **

N

***120 μs 1 kHz 2 kHz

帯域幅 1転送時間 アプリケーション時間 群遅延+ +-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------=

500 μs

PXIe DAQAI

AO

Page 23: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

第 2章 モジュールを使する

2-16 | ni.com

図 2-13. 帯域幅が 2 kHz以上の制御システムにおけるおよび出

アプリケーションが 2 kHzでプロセスを実および制御でき、最初の出を最初のサンプル周期内で成できるようにするには、次の条件が満たされていることを確認してください。

500 μs ≤ 転送時間 + アプリケーション時間 (2-1)

ここで転送時間 —DAQデバイスと PXIeコントローラまたはコンピュータ間でサンプルを転送する時間。アプリケーション時間 —PXIeコントローラまたはコンピュータが集録データを解析して AO刺激を成するために必要な時間。

2-1の式およびこのセクションに記載されているサンプルシステムからの転送時間を使すると、2 kHz制御ループを閉じるためには 480μsのアプリケーション時間が必要であることがわかります。

アプリケーション時間 ≤ 500 μs - 転送時間

アプリケーション時間 ≤ 500 μs - 20 μs

アプリケーション時間 ≤ 480 μs

480 μsを超えるアプリケーションでは、2 kHzの制御ループを閉じることはできません。

システムの帯域幅を解析する場合、システムのすべてのコンポーネントの群遅延を考慮する必要があります。NI PXIe-4302/4303の内部 2 kHzフィルタのみを使している場合、制御ループの帯域幅は以下のようになります。

制御帯域幅 = 1.613 kHz

+ < 500 μs

2 kHz

2 kHz

0 . . .1

0 . . .1

制御帯域幅 1転送時間 アプリケーション時間 フィルタ群遅延+ +-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------=

制御帯域幅 120s 480s 120s+ +-------------------------------------------------------------------------------=

Page 24: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル

© National Instruments | 2-17

メモ システムの帯域幅は、アプリケーション時間を削減するか、または群遅延の低い別のフィルタオプションを使することできくできます。

タイミングとトリガこのセクションでは、動作のタイミングおよびトリガの理論について説明します。

サンプルクロックタイムベースADCには変換を駆動するためのオーバーサンプルクロックが必要です。オーバーサンプルクロック周波数はサンプルレートよりくなります。NI PXIe-4302/4303モジュールでは、106.25 MHz基準クロックからオーバーサンプルクロックが成されます。この 106.25 MHz基準クロックは、PXIeバックプレーンの 100 MHzクロックに位相ロックするか、由に動作する内部タイムベースから成されます。すべてのモジュールの基準クロックソースとして PXIeバックプレーン 100 MHzクロックを選択すると、複数のモジュールを同期できます。詳細については、「基準クロックによる同期」セクションを参照してください。

外部クロックNI PXIe-4302/4303の ADCは、エンコーダやタコメータなどの外部クロックからクロックを取り込むことができません。しかし、Sound and Vibration Measurement Suiteの信号処理機能は、エンコーダやタコメータのアプリケーションの外部クロック機能に代わる優れた機能を提供します。Sound and Vibration Measurement Suiteの詳細については、ni.com/soundandvibrationにアクセスしてください。

デジタルトリガNI PXIe-4302/4303モジュールは、PXI Expressバックプレーントリガラインの 1つからのデジタルトリガ信号またはフロントコネクタからの PFIに応答して集録を開始するように構成できます。トリガ回路はち上がりエッジまたはち下がりエッジのいずれかに応答します。

アナログトリガアナログトリガを使すると、信号および指定したトリガレベルでアプリケーションをトリガできます。アナログトリガ回路を構成し、データを集録する任意のチャンネルを監視できます。チャンネルをトリガチャンネルとして選択してもチャンネルの集録仕様は変わりません。

アナログトリガ信号は、基準トリガとしてのみ使できます。基準トリガを使った集録では、定数のプレトリガサンプルとポストトリガサンプルを集録するようにモジュールを構成します。このため、基準トリガ集録は有限タスクとしてのみ構成できます。NI PXIe-4302/4303のアナログトリガは、開始トリガとしては使できません。これは、モジュールのフィルタ群遅延補正の構造のためです。

アナログ基準トリガを使する場合、まず、モジュールは指定された数のプレトリガサンプルが集録されるのを待ちます。必要な数のプレトリガサンプルが集録されると、次にアナログトリガ条件が満たされた時に基準トリガが発します。また、サ

Page 25: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

第 2章 モジュールを使する

2-18 | ni.com

ポートされるデジタル端へ、結果の基準トリガイベントを経路設定することもできます。詳細については、MAXでデバイスパネルを参照してください。

波形のトリガ動作を繰り返しうと、実際のデジタル化されたデータと較してトリガレベルの発位置が不確かなため、ジッタが観測される場合があります。このトリガジッタは 1サンプル周期よりきくなることは決してありませんが、サンプルレートが対象帯域幅の 2倍しかない時に顕著に現れることがあります。通常、このジッタはデータ処理には影響はなく、サンプルレートをくすれば低減させることもできます。

NI PXIe-4302/4303モジュールでは、アナログエッジトリガ、ヒステリシスによるアナログエッジトリガ、ウィンドウトリガなどのアナログトリガモードを使できます。

トリガおよびフィルタ遅延NI PXIe-4302/4303は、発時に基づいてトリガを解釈します。ハードウェアは、このモジュールからのデータがトリガイベントの発と時間的に致するように、群遅延を動的に補正します。しかし、群遅延は、集録開始時にデータを受信するまでにかかる時間に影響を与えます。デジタルフィルタ処理では線形位相 FIRフィルタが使されるため、開始トリガを時間内に正しく処理するには、同期パルスを送信後、フィルタ群遅延が経過するまで待機する必要があります。この遅延は、「基準クロックによる同期」セクションの順 6で NI-DAQmxにより動的に処理されます。デジタル開始トリガが発した後も、デジタルフィルタ群遅延が経過するまでソフトウェアで最初のサンプルのデータを読み取ることはできません。このため、集録開始までにデジタルフィルタ群遅延の 2倍の時間がかかることになります。同期パルスの発と開始トリガの発の間に追加時間を挿できます。開始トリガの発からサンプルが使可能になるまでの時間は常に群遅延時間であり、これにより変わることはありません。サンプルレートが低いほど、群遅延はきくなります。さまざまなサンプルレートにおける群遅延の詳細については、『NI PXIe-4302/4303 仕様』ドキュメントを参照してください。

同期アプリケーションによっては、複数のデバイスの出動作間で緊密な同期が必要になる場合があります。同期は、チャンネル間のスキューを最限に抑え、時間の動作におけるモジュール間のクロックドリフトを除去するために重要です。複数の NI PXIe-4302/4303モジュールのアナログ動作を同期すると、測定に使できるチャンネル数を増やすことができます。さらに、NI PXIe-4302/4303は、基準クロックによる同期を使して NI PXIe-449xモジュールなどの特定の DSAモジュールとも同期できます。

基準クロックによる同期基準クロックによる同期では、マスタモジュールとスレーブモジュールは、PXIeバックプレーン(PXIe_CLK100)からの共有 100 MHz基準クロックから ADCオーバーサンプルクロックを成します。バックプレーンは、このクロックと同のコ

Page 26: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル

© National Instruments | 2-19

ピーを各周辺スロットに送ります。さらに、タイミングおよび同期ボードを使ってすべてのシャーシで 100 MHzクロックをロックすれば、複数のシャーシを同期することも可能です。

同じ NI-DAQmxタスク内で複数のモジュールからデータを集録した場合、NI-DAQmxは、タスク内のモジュールの同期に必要な基準クロック同期情報をすべて動的に処理します。これは、複数デバイスのタスクと呼ばれます。

同レートで集録をっている複数の NI-DAQmxタスクで基準クロックによる同期を実するには、次の順に従ってハードウェアを同期します。1. すべてのモジュールに対して PXIe_CLK100を基準クロックソースとして指定し、

すべてのモジュールを PXIeシャーシの基準クロックにロックします。2. 任意の NI PXIe-4302/4303をマスタモジュールとして選択し、PXIeトリガライン

の 1つに同期パルスを発します。同期パルスは ADCとオーバーサンプルクロックをリセットし、システム内のすべてのクロックの位相をナノ秒単位以内に合わせます。

3. システム内の残りのモジュールを、同期パルスマスタモジュールからの同期パルスを受け取るように構成します。これにより、すべての ADCがロックステップで駆動します。

4. 開始トリガマスタにするモジュールを選択します。これは順 3で選んだモジュールと同じでなくても構いません。

5. システム内の残りのモジュールを、開始トリガマスタモジュールからの開始トリガを受け取るよう構成します。これにより、すべてのモジュールは同レートでデータを返し始めます。

6. DAQmxトリガ→上級→同期→同期タイプで、開始トリガスレーブの同期タイプをスレーブに、マスタの同期タイプをマスタに設定します。

7. 同期するすべてのモジュールで DAQmxタイミング→オプション→同期パルス→同期時間をクエリし、その中の最もきな値を DAQmxタイミング→オプション→同期パルス→開始するまでの最遅延として同期パルスを出するモジュールに設定します。

8. 「DAQmxタスクを制御」VI/関数を使って、同期パルススレーブモジュールタスクをすべてコミットします。これにより、マスタから同期パルスを受け取る準備ができます。

9. 「DAQmxタスクを制御」VI/関数を使って、同期パルスマスタモジュールタスクをコミットします。これにより同期パルスが発されます。

10. 開始トリガスレーブモジュールタスクをすべて開始します。これにより、マスタから開始トリガを受け取る準備ができます。

11. 開始トリガマスタモジュールタスクを開始します。これでデータを集録できます。

ヒント 複数のデバイスを同じレートで同期する場合は、複数デバイスのタスクの使が推奨されます。

Page 27: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

第 2章 モジュールを使する

2-20 | ni.com

ヒント NIサンプルファインダでサンプル VIを検索できます。NIサンプルファインダを起動するには、ヘルプ→サンプルを検索を選択します。

基準クロック同期を使する際には以下の注意事項を考慮してください。• NI PXIe-4302/4303は、フィルタ群遅延を動的に補正します。ただし、フィル

タ遅延を補正しないデバイスファミリもあります。この場合、使するアプリケーションでこのレベルの同期が必要なときは、異なるデバイスファミリ間で同期を取る際に波形の群遅延を補正します。

タイミングエンジンおよび DSPストリームこのセクションでは、NI PXIe-4302/4303の内部実装および NI PXIe-4302/4303の構成における制限について説明します。NI-DAQmxソフトウェアを使すると、ハードウェアの内部構造を深く理解しなくても、NI PXIe-4302/4303 を簡単に構成できます。しかし、NI PXIe-4302/4303で可能な構成には制限があり、その制限を理解するには、ハードウェア内部における動作をある程度知っておく必要があります。

タイミングエンジンソフトウェアでタスクを作成すると、そのソフトウェアタスクは NI PXIe-4302/4303の 1つまたは複数のタイミングエンジンと相互作します。ハードウェアには、同時に動作可能なタイミングエンジンが 4つあります。これらの各タイミングエンジンで、タイミング、トリガ、およびサンプルモードを個別に構成できます。タイミングエンジンは、選択されたサンプルモードに基づいてバッファモードまたはハードウェアタイミングシングルポイント DSPストリームを使します。

DSPストリームNI PXIe-4302/4303の DSPストリームは、ソフトウェアに送信する前の集録データに対してデジタル信号処理をいます。DSPストリームには、バッファモードストリームおよびハードウェアタイミングシングルポイントストリームの 2つのタイプがあります。NI PXIe-4302/4303では、各タイプに 4つずつのストリームがあり、各ストリームは最 8チャンネルまで対応できます。このため、32個のチャンネルすべてをバッファモードまたはハードウェアタイミングシングルポイントモードのいずれかで使できます。

AIチャンネルおよび DSPストリームADCによるデジタル化は 32個のアナログチャンネルすべてで同時にわれますが、ADCの制御は、それぞれ 8個から成る 4つのバンクに分割されています。バッファモードとハードウェアタイミングシングルポイントモードでは ADCの構成が異なるため、バッファタスクとハードウェアタイミングシングルポイントタスクの両が使されている場合、チャンネルの使法が限定されます。ai0:7バンク、ai8:15バンク、ai16:23バンク、および ai24:31バンクに属するアナログチャンネルは、すべてバッファモードまたはハードウェアタイミングシングルポイントモードのいずれかに構成する必要があります。

Page 28: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル

© National Instruments | 2-21

NI PXIe-4302/4303では、構成をより柔軟にするために ADCと DSPストリームの間にクロスポイントスイッチが装備されています。このクロスポイントスイッチにより、1つの DSPストリームは 32個のうちの任意の 8個のアナログチャンネルを使できます。ただし、これらのアナログチャンネルは、DSPストリームと同じモードに構成されている必要があります。すでにタスクで使されているアナログチャンネルは、他のタスクでは使できません。

制限の例以下のような構成ではエラーが発します。• タスクがセットアップされ、バッファモードで ai0を使開始しました。ハード

ウェアタイミングシングルポイントモードで ai1を使するように 2つのタスクを作成します。ai0:7は最初のタスクによりすでにバッファモードに設定されているため、ai1はハードウェアタイミングシングルポイントモードでは使できません。このため、2つのタスクからエラーが発します。

• タスクがセットアップされ、バッファモードで ai0を使開始しました。バッファモードで ai0を使するタスクをもう 1つ作成します。ai0は最初のタスクですでに使されているため、2つのタスクからエラーが発します。

• 4つのバッファモードタスクがセットアップされ開始しました。各タスクは別々のチャンネルを使し、異なるサンプルレートで動作しています。5つのタスクを作成しました。最初の 4つのタスクにより 4つのタイミングエンジンが使されているため(1タスクにつき 1つ)、構成に関わらず、5つのタスクからはエラーが発します。

• タスクがセットアップされ、バッファモードで ai0:24を使開始しました。ai25を使する 2つのバッファモードタスクを作成します。最初のタスクでは、合計 25個のチャンネルが使されているため 4つのバッファモードストリームすべてが必要です(各ストリームは 8チャンネルまで対応可能)。このため、2つのタスクからエラーが発します。使可能なバッファモードストリームはありません。2つのタスクをハードウェアタイミングシングルポイントモードに設定したとしても、2つのタスクからエラーが発します。これは、最初のタスクの ai24により、ai24:ai31がすべて強制的にバッファモードチャンネルに設定されているためです。

アクセサリの動検出SC Expressモジュールは、互換性のあるアクセサリまたは端台を動的に検出します。I/Oコネクタの RSVDピンが、アクセサリおよびデジタル通信ラインに電を供給します。このため、ソフトウェアはアクセサリが挿または取り外されたことを検出できます。さらに、ソフトウェアは、端台を動的に識別でき、その端台に関するキャリブレーションやスケールの情報にアクセスすることもできます。

MAXでは、モジュールに現在接続されているアクセサリを確認できます。モジュールを検出するには、MAXでデバイスとインタフェースを展開します。モジュールに接続されている端台は、モジュールの下に表されます。サポートされない端台の名前には、X印が表されます。

Page 29: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

第 2章 モジュールを使する

2-22 | ni.com

アプリケーションで、接続されたアクセサリの情報にプログラム的にアクセスするには、NI-DAQmxプロパティノードを使します。アクセサリステータスにプログラム的にアクセスする法に関するドキュメントは、『NI-DAQmxヘルプ』を参照してください。

Page 30: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

© National Instruments | 3-1

3SC Expressに関する注意事項この章では、PXI Expressシャーシから使可能なクロック機能およびトリガ機能について説明します。

SC Expressクロック信号およびトリガ信号PXIe_CLK100PXIe_CLK100PXIe_CLK100は、PXI Express測定または制御システムで複数のモジュールを同期するために使する、低スキューの般的な 100 MHz基準クロックです。PXIeバックプレーンは、PXI Expressシャーシの各周辺スロットに独した PXIe_CLK100を成する役割をします。詳細については、www.pxisa.orgで「PXI Express Specification」を参照してください。

PXIe_SYNC100PXIe_SYNC100は、PXI Express測定または制御システムで複数のモジュールを同期するために使する、低スキューの般的な 10 MHz基準クロックです。デューティーサイクルは 10%です。PXI Expressバックプレーンは、PXI Expressシャーシの各周辺スロットに独した PXIe_SYNC100を成する役割をします。PXIe_SYNC100は、PXIe_CLK100の低スキューを利することで、PXIe_CLK100を基準として使するモジュールが PXI_CLK10信号のタイミングを再度作成することを可能にします。詳細については、www.pxisa.orgで「PXI Express Specification」を参照してください。

PXI_CLK10PXI_CLK10は、PXI測定または制御システムで複数モジュールを同期するための共通の歪みの少ない 10 MHz基準クロックです。PXIバックプレーンは、PXIシャーシの各周辺スロットに独した PXI_CLK10を成する役割をします。PXIeシャーシで、PXI_CLK10信号は PXIe_CLK100と位相が致しています。

メモ PXI_CLK10は、SC Expressモジュールでは基準クロックとして使できません。

PXIトリガPXI/PXIeシャーシは、システム内の各モジュールに 8つのトリガラインを提供します。トリガは 1つのモジュールから他のモジュールへ渡すこともできるため、監視下または制御下にある同期外部イベントに正確なタイミングで応答できます。トリガは、いくつかの異なる PXI周辺モジュールの操作を同期するために使できます。

Page 31: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

第 3章 SC Expressに関する注意事項

3-2 | ni.com

8個以上のスロットを備えた PXIシャーシでは、PXIトリガラインが複数の独したバスに分割されている場合があります。詳細については、使するシャーシの関連ドキュメントを参照してください。

PXI_STARトリガPXI Expressシステムでは、Starトリガバスがシステムタイミングスロットとその他の周辺スロットの間に専のトリガラインを実装しています。Starトリガは、複数のデバイスを同期するため、またはデバイス間で共通トリガを共有するために使できます。

システムタイミングコントローラは、システムタイミングスロットに取り付けることができ、トリガ信号をその他の周辺モジュールに提供します。この機能を必要としないシステムでは、このシステムタイミングスロットに任意の標準周辺モジュールを取り付けることができます。

SC Expressモジュールは、システムタイミングコントローラから Starトリガ信号(PXI_STAR)を受け取ります。PXI_STARは、操作においてトリガ信号として使できます。

SC Expressモジュールはシステムタイミングコントローラではありません。SC Expressモジュールは PXIシステムのシステムタイミングスロットで使できますが、Starトリガの機能は使できません。

PXIe_DSTAR<A..C>PXI Expressデバイスは、各スロットおよびシステムタイミングスロット間で、品質で周波数のポイント間接続を提供します。これらの接続は、PXI Expressシステムタイミングコントローラと周辺デバイス間を経路設定する 3つの低電圧差動 Starトリガです。複数の接続を使すると、経路設定機能が向上するため、アプリケーションをより簡単に作成できます。

表 3-1は、3つの差動 Star(DSTAR)ラインおよびその使的をします。

表 3-1. PXIe_DSTARラインの説明

トリガライン 的PXIe_DSTARA 速で品質なクロック信号を、システムタイミングス

ロットから周辺機器に送信()。 PXIe_DSTARB 速で品質なトリガ信号を、システムタイミングスロッ

トから周辺機器に送信()。PXIe_DSTARC 速で品質なトリガまたはクロック信号を、周辺機器か

らシステムタイミングスロットに送信(出)。

Page 32: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル

© National Instruments | 3-3

DSTARラインは、PXI Expressデバイスを PXI Expressシステムタイミングモジュールと使する場合のみ使可能です。詳細については、www.pxisa.orgで「PXI Express Specification」を参照してください。

Page 33: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

© National Instruments | A-1

ANI サービスナショナルインスツルメンツは、お客さまを成功に導く助けとしてグローバルサービスとサポートを提供しています。デプロイメントや継続的メンテナンスにおける計画から開発などの、アプリケーションライフサイクルの各段階で役つトレーニングおよび認定プログラムに加え、製品サービスもご利ください。

製品サービスを利するには、ni.com/myproductsで製品を登録してください。

登録されている NI製品をご使のユーザには次の特典があります。• 適される製品サービスへのアクセス。• オンラインアカウントによる簡単な製品管理。• 製品に関する重要な通知、ソフトウェアアップデート、サービス期限の通知を受信。

ナショナルインスツルメンツ ni.comのユーザプロファイルにログインして、お客様向けサービスにカスタマイズされたアクセスページを表します。

サービスとリソース• メンテナンスとハードウェアサービス—NIは、ご使のシステムの確度および

信頼性の要件を確認する助けや、製品の寿命期間にわたって確度を維持し、ダウンタイムを最限に抑えることができるように、保証や予備製品およびキャリブレーションサービスを提供しています。詳細については、ni.com/servicesを参照してください。– 保証と修理—すべての NIハードウェア製品には、5年まで延可能な 1年

の標準保証が提供されています。NIの修理サービスは、度な訓練を受けた技術者によりナショナルインスツルメンツサービスセンターで迅速にわれ、修理に際しては純正部品のみを使しています。

– キャリブレーション—標準のキャリブレーションを通じて、計測器の測定性能を定量化および改善することができます。NIでは、最新式のキャリブレーションサービスを提供しています。ご使の製品でキャリブレーションがサポートされている場合、ni.com/calibrationからその製品のCalibration Certificate(英語)をしてご利になることもできます。

• システムインテグレーション —時間の制約がある場合や社内の技術リソースが不している場合、またはプロジェクトで簡単に解消しない問題がある場合などは、ナショナルインスツルメンツのアライアンスパートナーによるサービスをご利いただけます。詳しくは、最寄りの NI営業所にお電話いただくか、ni.com/allianceをご覧ください。

Page 34: NI PXIe-4302/4303 ユーザマニュアル - National Instruments•EULAは、¥Shared¥MDF¥Legal¥licenseディレクトリにあります。•NI製品とともに作成したインストーラに法律情報を組み込む

付録 A NI サービス

A-2 | ni.com

• トレーニングと認定—NIのトレーニングおよび認定プログラムは、アプリケーション開発の習熟度と産性をめる最も効果的な法です。詳細については、ni.com/trainingをご覧ください。– 『NI LabVIEWスキルガイド』は、現在のアプリケーションの習熟度要件の確

認を助けし、これらのスキルを習得するための時間や予算の制約と個的な学習法の好みに合ったオプションを提供しています。これらのカスタムパスを確認するには、ni.com/skills-guideを参照してください。

– NIでは、お客様のニーズに応じて、講師による各国の施設でのクラスや、お客様の施設でう出張コース、およびオンラインコースなど、複数の語および形式のコースを提供しています。

• 技術サポート—ni.com/supportでのサポートには以下のリソースが含まれます。– セルフヘルプリソース—ni.com/supportでは、ソフトウェアドライバと

アップデート、検索可能な技術サポートデータベース、製品マニュアル、トラブルシューティングウィザード、種類豊富なサンプルプログラム、チュートリアル、アプリケーションノート、計測器ドライバなどをご利いただけます。ユーザ登録されたお客様は、NIディスカッションフォーラム(ni.com/jp/dforum)にアクセスすることもできます。

– ソフトウェアサポートサービスメンバーシップ—標準サポート・保守プログラム(SSP)は、NI Developer Suiteを含む部分の NIソフトウェア製品に含まれる、毎年更新が必要なプログラムです。このプログラムでは、NIのアプリケーションエンジニアによる電話または Eメールでの個別サポートが提供されます。また、SSPの特典を必要な限り中断なく利できる柔軟な延契約オプションもご利いただけます。詳細については、ni.com/sspをご覧ください。

• 適合宣(DoC)—適合宣とは、その会社の適合宣をいた、さまざまな欧州閣僚理事会指令への適合の宣のことです。この制度により、電磁両性(EMC)に対するユーザ保護や製品の安全性に関する情報が提供されます。ご使の製品の適合宣は、ni.com/certification(英語)からできます。

その他の技術サポートオプションについては、ni.com/servicesをご覧いただくか、ni.com/contactからお問い合わせください。

また、弊社ウェブサイトのWorldwide Officesセクション(ni.com/niglobal(英語))から各社のウェブサイトにアクセスすることもできます。各社のサイトでは、お問い合わせ先、サポート電話番号、Eメールアドレス、現のイベントなどに関する最新情報を提供しています。