NI M系列DAQ中使用的新技术

　　传统上，使用RTSI总线来同步设备将使每个设备的最大时钟频率速率限制在10 MHz上。采用NI-STC 2技术的M系列设备中都有一个锁相环(PLL)，它可以让系统中的每个设备将自身的80MHz基频同步到10MHz主频上。有了这项技术，所有设备不仅可 以同步到同一个主频上，还可以利用板上所生成的更快的80MHz定时信号。

　　图 3 M系列设备生成一个板上80MHz频率与一个PLL，以同步多个设备

　　NI-MCal技术 – 校准和线性化方法

　　ADC以及可编程放大器等电子元件，都具有非线性特征以及由于时间和温度影响而引起的漂移。要补偿这些固有误差，就需要设备的自校准。老式的数据采 集设备使用板上的精确参考电压，在某个测量范围内进行两点式修正。这种方法无法避免ADC元件本身的非线性误差，因此降低了设备的测量精度。另外，这种方 法只能在某一输入范围内进行校准，那么对多个不同输入范围的通道而言，测量精度就会受限于电阻网络的容差。

　　M系列设备则采用了NI-MCal技术。这是一种线性化与校准引擎(专利申请中)，可以在所有输入范围内校准数千个电压准位。NI-MCal将脉冲 宽度调制(PWM)和高精度的参考电压结合在一起使用。PWM的占空比用来改变电平，以便能在多点进行自校准。在板载EEPROM中生成并存储校准参数， 以模拟ADC元件的非线性特性，并更正后续的测量任务。

　　与传统的两点式校准相比，NI-MCal技术的实现将测量的精度提高了5倍之多。另外，大部份M系列设备都改善了参考精度，将建议的校准时间间隔由一年提高到两年，从而降低了设备的维护成本。

　　NI-PGIA 2技术 – 专用放大器

　　ADC在快速扫描多个通道时，其建立时间会大幅影响转换精度。所谓建立时间，是指放大某信号使之达到某一特定测量精度标准所需的时间。如果放大器没 有足够短的建立时间，则被测量信号的量化将不准确。更短的建立时间可以在保证精度的条件下，允许进行更高速的采样。因此，对任意给定的分辨率或精度，都需 要更短的建立时间。

　　为了保证测量精度，NI在设计M系列设备时引入了定制NI-PGIA 2技术。M系列的每台设备中NI-PGIA 2技术都针对成本、速度和精度进行了优化。例如，高精度的M系列设备中的NI-PGIA 2技术，针对18位的短建立时间、低噪音、高线性进行了优化。NI-PGIA 2技术通过最小化建立时间，可以在最大采样频率下保证设备的指定分辨率，从而提高了精度。图4表明，高速的M系列NI-PGIA 2在20 V电阶(最糟的案例)情况下，可以在1.5 µs内达到虚零误差。

　　图 4 NI-PGIA的建立时间比传统产品更短