NI社製PXIモジュール　先頭サンプル時刻¶

作成日：2024-08-31
更新日：2024-10-07

各モジュールの先頭サンプルの時刻(スタートトリガ(t=0)基準)の算出方法は、以下の通りです。

※ 文章中の'PARAM{ パラメータ名[:値]}'は、該当するLABCOMデータ収集システムで保存されたチャネルパラメータ名、値を示します。

0.前提¶

• クロック生成ブロック図
  
• StartClockDelay ( PARAM{ SamplingClockDelay } )
  SampleClockTimebase の使用時に、SampleClockの開始をスタートトリガから遅延させるクロック数(tick数)である。
  モジュールごとの設定値であり、最低値がある。(>1)
• SampleClockEdge ( PARAM{ SamplingClockEdge } )
  SampleClockパルスのADC開始タイミングの有効エッジである。
  モジュールごとの設定値である。(Rising / Falling)

1. Sシリーズ(PXI-6115, 6133, 6143にて調査)¶

1.1 Internal 20MHzを使用する場合 ( PARAM{ SamplingTimeBase:'Internal(20MHz)' } ) ¶

サンプリング周期 = 50ns × クロック分周数( PARAM{ SamplingInterval: n } )

(1) 計測モードがContinuous　または、Finiteの場合　( PARAM{ MeasureMode: 'Continuous(real-time)', 'Finite(batch)' } )

先頭サンプルの時刻 = (SampleClockDelay-1) × 50ns＋ジッタ＋SampleClockEdgeTime

• トリガ検出のジッタが最大50ns発生する。
• SampleClockEdgeTime
  SampleClockのパルスエッジがサンプリングタイミングになるため、その影響時間である。
  SampleClockのパルス幅は、SampleClockTimebase(内部クロック)と同じになる。
  • SampleClockEdge=Rising 時 ：　0
  • SampleClockEdge=Falling時 ：　内部クロック周期(50ns) / 2

(2) 計測モードがFiniteで、プリサンプル数( PARAM{ PreTriggerSamplesPerCH: n } )が１以上の場合

先頭サンプルの時刻 = －n × サンプリング周期＋ジッタ

• サンプリングはトリガ前に不定タイミングで開始されているので、最大、サンプル周期のジッタが発生する。
• SampleClockEdge(Rising/ Falling)に依存しない。

1.2 外部クロック（ソース：デモジュレータ）¶

• 外部クロック使用時は、 PARAM{ SamplingTimeBase: 'External' }である。
• 外部クロック周波数は、 PARAM{ SamplingClock }Hzであるが、該当DTS情報から参照する方が正確である。

1.2.1 外部クロックをSampleClockTimebaseに接続した場合¶

クロック分周数( PARAM{ SamplingInterval: n } )を2以上にした場合、外部クロックはSampleClockTimebaseに接続される。

サンプリング周期 = 外部クロック周期(sec) × クロック分周数

(1) 計測モードがContinuous　または、Finiteの場合

先頭サンプルの時刻 = StartTime＋（SampleClockDelay－１）×外部クロック周期＋ SampleClockEdgeTime

• StartTime
  トリガ信号を認識する時間である。
  外部クロックがSampleClockTimebaseに接続されていることに依存する。
  • SampleClockTimebaseActiveEdge=Rising時　：　外部クロック周期(sec) / 2
  • SampleClockTimebaseActiveEdge=Falling時　：　0
    ※DAQmxドライバーの不具合のために、論理が反転している。
    
• SampleClockEdgeTime
  SampleClockのパルスエッジがサンプリングタイミングになるため、その影響時間である。
  SampleClockのパルス幅は、SampleClockTimebase(外部クロック)と同じになる。
  • SampleClockEdge=Rising 時 ：　0
  • SampleClockEdge=Falling時 ：　外部クロック周期(sec) / 2

(2) 計測モードがFiniteで、プリサンプル数が１以上の場合

先頭サンプルの時刻 = －n × サンプリング周期＋ジッタ＋SampleClockEdgeTime

• ADCはトリガ前に不定タイミング(分周のどこか)で開始されているので、最大、サンプル周期分のジッタが発生する。
• SampleClockEdgeTime　前述

1.2.2 外部クロックをSampleClockに接続した場合¶

クロック分周数を1にした場合、外部クロックはSampleClockに接続される。

サンプリング周期 = 外部クロック周期

(1) 計測モードがContinuous　または、Finiteの場合

(a) PXI-6115, 6133の場合

先頭サンプルの時刻 = SampleClockEdgeTime

• SampleClockEdgeTime　前述

(b) PXI-6143の場合

先頭サンプルの時刻 = SampleClockEdgeTime2

• SampleClockEdgeTime2
  • SampleClockEdge=Rising 時 ：　外部クロック周期(sec)
  • SampleClockEdge=Falling時 ：　外部クロック周期(sec) / 2

(2) 計測モードがFiniteで、プリサンプル数が１以上の場合

(a) PXI-6115, 6133の場合

先頭サンプルの時刻 = －n × サンプリング周期＋SampleClockEdgeTime

• SampleClockEdgeTime　前述

(b) PXI-6143の場合

先頭サンプルの時刻 = －n × サンプリング周期＋SampleClockEdgeTime2

• SampleClockEdgeTime2　前述

2. Xシリーズ(PXIe-6349, 6378, 6386にて調査)¶

PXIe-6386, PXIe-6396での制約
  ・Internal 100MHzのみである。
  ・外部クロックではSampleClockTimebaseに接続できない。

2.1 Internal 100MHz/ 20MHzを使用する場合( PARAM{ SamplingTimeBase: 'Internal(100MHz)', 'Internal(20MHz)' } ) ¶

SampleClockTimebaseにInternalClock(100MHz) または、InternalClock(20MHz)を設定した場合である。

サンプリング周期 = InternalClock周期 × クロック分周数( PARAM{ SamplingInterval: n } )

(1) 計測モードがContinuous　または、Finiteの場合　( PARAM{ MeasureMode: ' Continuous(real-time)', 'Finite(batch)' } )

先頭サンプルの時刻 = ジッタ＋処理時間(100ns)＋SampleClockDelay × InternalClock周期

• トリガ検出時のジッタが最大InternalClock周期分発生する。
• 処理時間はトリガ検出時間等である。
  ※SampleClockEdge設定は無効と思われる。

(2) 計測モードがFiniteで、プリサンプル数( PARAM{ PreTriggerSamplesPerCH: n } )が１以上の場合

先頭サンプルの時刻 = －n × サンプリング周期＋ジッタ

• ADCはトリガ前に不定タイミングで開始されているので、最大、サンプル周期のジッタが発生する。

2.2 外部クロック（ソース：デモジュレータ）¶

• 外部クロック使用時は、 PARAM{ SamplingTimeBase: 'External' }である。
• 外部クロック周波数は、 PARAM{ SamplingClock }Hzであるが、該当DTS情報から参照する方が正確である。

2.2.1 外部クロックをSampleClockTimebaseに接続した場合¶

クロック分周数( PARAM{ SamplingInterval: n } )を2以上にした場合、外部クロックはSampleClockTimebaseに接続される。

サンプリング周期 = 外部クロック周期(sec)×クロック分周数

(1) 計測モードがContinuous　または、Finiteの場合

先頭サンプルの時刻 = SampleClockDelay×外部クロック周期＋ 処理時間70ns

※SampleClockEdge設定は無効と思われる。

(2) 計測モードがFiniteで、プリサンプル数が１以上の場合

先頭サンプルの時刻 = －n × サンプリング周期＋ジッタ

• サンプリングはトリガ前に不定タイミング(分周のどこか)で開始されているので、最大、サンプル周期分のジッタが発生する。
  ※SampleClockEdge設定は無効と思われる。

2.2.2 外部クロックをSampleClockに接続した場合¶

クロック分周数を1にした場合、外部クロックはSampleClockに接続される。

サンプリング周期 = 外部クロック周期

(1) 計測モードがContinuous　または、Finiteの場合

・SampleClockEdge=Rising 時
先頭サンプルの時刻 = 外部クロック周期+処理時間 70ns

外部クロック周期分は、トリガ検出が第１クロックのRisingに間に合わないためである。

・SampleClockEdge=Falling時
先頭サンプルの時刻 = (外部クロック周期 / 2)+処理時間 70ns

(2) 計測モードがFiniteで、プリサンプル数が１以上の場合

・SampleClockEdge=Rising時
先頭サンプルの時刻 = －n × サンプリング周期+処理時間 70ns

・SampleClockEdge=Falling時
先頭サンプルの時刻 = －n × サンプリング周期－(外部クロック周期 / 2)+処理時間 70ns

3. 報告書¶

PXI-6133先頭サンプル時刻報告書
PXI-6115先頭サンプル時刻報告書
PXIe6349先頭サンプル時刻報告書
PXIe6378先頭サンプル時刻報告書
PXIe6386先頭サンプル時刻報告書

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