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圖4 M系列Counter(左)與X系列Counter芯片對比

 

    過去定時和觸發(fā)功能往往需要板卡上的Counter或外部信號路由來實現(xiàn)，而使用NI STC3技術(shù)可以給模擬I/O，數(shù)字I/O，計數(shù)器I/O通道分別提供不同的采樣時鐘和觸發(fā)信號。M系列產(chǎn)品只有Counter可以實現(xiàn)硬件定時觸發(fā)，所以當需要重觸發(fā)采集時我們通常需要使用一個Counter重復生成有限脈沖序列，而將這個脈沖序列作為AI的時鐘源，控制AI進行采集（通過軟件重復創(chuàng)建和結(jié)束任務來進行重采樣速度慢，容易造成觸發(fā)信號丟失）。而X系列產(chǎn)品使用NI STC3技術(shù)，AI通道可以直接設置而獨立地進行重觸發(fā)進行采樣，不再依賴Counter。X系列產(chǎn)品還可以直接對DIO口設置采樣時鐘來進行數(shù)字波形的采集和生成，這在M系列卡中也是需要通過Counter的配合來完成的。

    X系列Counter的板載FIFO從原來的每路1個樣本增加到127個，可進行很多帶緩沖的脈沖輸出或測量，這是M系列卡所無法實現(xiàn)的。帶緩沖的Counter輸出使用戶可以將需要輸出的多個脈沖周期提前寫入到緩沖區(qū)中，這樣可以生成多頻率方波疊加的復雜脈沖波形。這些信息包括各周期中脈沖的脈寬，延遲時間，頻率，占空比等，決定了各脈沖高低狀態(tài)各需要多少個內(nèi)部或外部時基表示。

    可以通過兩種方法輸出脈沖序列，隱式定時和使用采樣時鐘。使用隱式定時時，緩沖區(qū)中的脈沖將會自動依次向外發(fā)出，用戶可以自定義向外一次或連續(xù)不斷地輸出緩沖區(qū)中的脈沖（圖5）。M系列數(shù)據(jù)采集卡通常采用這種方式生成脈沖。

    X系列產(chǎn)品還支持設置采樣時鐘的方式生成脈沖。這種方式需要設置一個時鐘源，當一個時鐘到來時連續(xù)不斷地輸出緩沖區(qū)的一個脈沖，直到下一個采樣時鐘邊沿的到來，接著Counter不斷輸出緩沖區(qū)第二個脈沖，這樣循環(huán)下去，一次或多次重復地輸出緩沖區(qū)中脈沖（圖6）。

 

圖6 設置采樣時鐘生成脈沖

    M系列產(chǎn)品進行帶緩沖的Counter測量時會根據(jù)需要選擇隱式定時或設置采樣時鐘定時的方式。如果是一個帶緩沖的邊沿計數(shù)，可以支持設置采樣時鐘控制Counter的Gate信號將數(shù)據(jù)讀取到緩沖區(qū)中。而如果要測量脈沖的周期或頻率信息，則需要使用隱式定時的方式。用戶通過選擇通知NI DAQmx驅(qū)動設置隱式定時，測量的頻率或周期值將在輸入信號每一個周期結(jié)束后鎖存到緩沖區(qū)中。

    NI STC3的技術(shù)也提升了帶緩沖Counter測量的性能。在測量脈沖周期或頻率時除了可使用隱式定時方式，也支持設置采樣時鐘。設置采樣時鐘定時方式測量周期或頻率實際上引用了一個內(nèi)部時基對未知的測量信號進行比較。當一個采樣時鐘信號到來時，會計算出和前一個采樣時鐘信號之間內(nèi)部時基產(chǎn)生了多少個上升沿，由于引用的內(nèi)部時基頻率已知，實際上可以精確計算出這兩個采樣時鐘信號之間的時間，再除以這段時間未知信號的周期數(shù)就是信號的平均頻率。這些計算的過程是芯片自動進行的，測得的頻率或周期值直接寫入到緩沖區(qū)中。引用的內(nèi)部時基是板卡上內(nèi)部晶振自動分頻得到的，但是采樣時鐘必須由用戶進行設置。