模擬輸出

　　經常需要模擬輸出電路來為數據采集系統提供激勵源。數模轉換器（DAC）的一些技術指標決定了所產生輸出信號的質量－穩定時間、轉換速率和輸出分辨率。

　　穩定時間——穩定時間是指輸出達到規定精度時所需要的時間。穩定時間通常由電壓上的滿量程變化來規定。需要更多關于穩定時間的信息，請參考模擬輸入這一章節。

　　轉換速率——轉換速率是指數模轉換器所產生的輸出信號的最大變化速率。穩定時間和轉換速率一起決定模數轉換器改變輸出信號值的速率。 因此，一個數模轉換器在一個小的穩定時間和一個高的轉換速率下可產生高頻率的信號，這是因為輸出信號精確地改變至一個新的電壓值這一過程所需要的時間極 短。

　　關于應用方面的一個例子是音頻信號的產生，它需要上述參數具有高性能指標。數模轉換器需要一個高的轉換速率和小的穩定時間來產生高頻率信號來覆蓋音 頻范圍。與此相對照，另一個應用示例是利用一個電壓信號源來控制一個加熱器，它不需要高速數/模轉換。這是因為加熱器對電壓值的改變不能很快地響應，沒有 必要使用高速數/模轉換器。

　　輸出分辨率——輸出分辨率與輸入分辨率類似；它是產生模擬輸出的數字碼的位數。較大的位數可以縮小輸出電壓增量的量值，因此可以產生更平滑的變化信號。對于要求動態范圍寬、增量小的模擬輸出應用，需要有高分辨率的電壓輸出。

　　觸發器

　　許多數據采集的應用過程需要基于一個外部事件來起動或停止一個數據采集的工作。數字觸發使用外部數字脈沖來同步采集與電壓生成。模擬觸發主要用于模擬輸入操作，當一個輸入信號達到一個指定模擬電壓值時，根據相應的變化方向來起動或停止數據采集的操作。

　　RTSI總線

　　NI公司為數據采集產品開發了RTSI總線。RTSI總線使用一種定制的門陣列和一條帶形電纜，能在一塊數據采集卡上的多個功能之間或者兩塊甚至多 塊數據采集卡之間發送定時和觸發信號。通過RTSI總線，您可以同步模數轉換、數模轉換、數字輸入、數字輸出、和計數器/計時器的操作。例如，通過 RTSI總線，兩個輸入板卡可以同時采集數據，同時第三個設備可以與該采樣率同步的產生波形輸出。

　　數字I/O （DIO）

　　DIO接口經常在PC數據采集系統中使用，它被用來控制過程、產生測試波形、與外圍設備進行通信。在每一種情況下，最重要的參數有可應用的數字線的 數目、在這些通路上能接收和提供數字數據的速率、以及通路的驅動能力。如果數字線被用來控制事件，比如打開或關掉加熱器、電動機或燈，由于上述設備并不能 很快地響應，因此通常不采用高速輸入輸出。

　　數字線的數量當然應該與需要被控制的過程數目相匹配。在上述的每一個例子中，需要打開或關掉設備的總電流必須小于設備的有效驅動電流。

　　然而，通過應用恰當的數字信號調理配件，您可以使用進/出數據采集硬件的低電流TTL信號來監測/控制工業硬件產生的高電壓和電流信號。例如，在打 開或關閉一個高閥門時，電壓和電流的值可能達到2A、100VAC的數量級。因為一個DIO設備的輸出為幾個毫安，電壓為0～5VDC，所以可以使用如 SSR系列、ER-8/16，SC-206x，或 SCXI模塊來開關電源信號，控制閥門。

　　一個常見的DIO應用是傳送計算機和設備之間的數據，這些設備包括數據記錄器、數據處理器以及打印機。因為上述設備常以1個字節（8位）來傳送數 據，插入式DIO設備的數字線常排列為8位一組，許多具有數字能力的板卡具有帶同步通信功能的握手電路。通道數、數據速率和握手能力都是很重要的技術指 標，您需要了解這些指標并且它們要與應用的要求相匹配。

　　定時I/O

　　計數器/定時器在許多應用中具有很重要的作用，包括對數字事件產生次數的計數、數字脈沖計時，以及產生方波和脈沖。您通過三個計數器/計時器信號就可以實現所有上述應用——門、輸入源和輸出。

　　門——門是指用來使計數器開始或停止工作的一個數字輸入信號。

　　輸入源——輸入源是一個數字輸入，它的每次翻轉都導致計數器的遞增，因而提供計數器工作的時間基準。

　　輸出——在輸出線上輸出數字方波和脈沖。

　　應用一個計數器/計時器時最重要的指標是分辨率和時鐘頻率。分辨率是計數器所應用的位數。簡單地說，高分辨率意味著計數器可以計數的位數越高。時鐘 頻率決定了您可以翻轉數字輸入源的速度有多快。當頻率越高，計數器遞增的也越快，因此對于輸入可探測的信號頻率越高，對于輸出則可產生更高頻率的脈沖和方 形波。在我們的E系列數據采集設備中采用了DAQ-STC計數器/計時器，其時鐘頻率為20 MHz，共有16個24位計數器。在NI 660x計數器/計時器設備中，所用的NI-TIO計數器/計時器最高時鐘頻率為80 MHz，共有8個32位計數器。

　　DAQ-STC是NI的一種定制的專用集成電路 （ASIC） ， 它是為數據采集應用專門設計的。與應用在數據采集設備上的其他現有計數器/計時器芯片相比較，DAQ-STC是與眾不同的。例如，DAQ-STC是一個正 向/反向的計數器/計時器，意味著它可以使用附加的外部數字信號，根據“高”或“低”電平，來正向計數或反向計數。這種類型的計數器/計時器可用于旋轉或 線性編碼器來測量位置。其它的專有功能還有生成緩沖式脈沖系列、對相同的采樣時間進行定時、相關時間戳記、以及采樣速率的瞬間改變 。

　　NI-TIO也是一種針對計時應用特定設計的定制的ASIC。它將所有的DAQ-STC計數器/計時器的功能進行合并，并且還加入了新的特點，如自身編碼器的兼容性、消除反沖過濾器和兩個信號的邊緣分離測量。

　　圖7自動潤滑檢測應用（應用了一個SCXI機箱和在Macintosh上運行的LabVIEW）