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ADLINK PXI‑2020 / PXI‑2022 同步采样多功能 PXI 数据采集卡
时间: 2026-08-21浏览次数：
ADLINK PXI‑2020 / PXI‑2022 同步采样多功能 PXI 数据采集卡
ADLINK PXI‑2020 / PXI‑2022 同步采样多功能 PXI 数据采集卡
产品概述与核心特性
PXI‑2020：8 路差分同步 AI；PXI‑2022：16 路差分同步 AI；每通道独立 ADC，真正同步采样，非多路复用扫描架构。
分辨率 16bit，每通道最高 250 kS/s；板载 16 K 样本 FIFO 缓存。
可编程增益 ×1、×4；输入量程 ±10 V、±2.5 V。
传输方式：查询 Polling、分散‑聚集 Scatter‑Gather 总线主 DMA，实现高速连续采集。
IO 资源：4 路可编程 TTL DIO；8 路多功能 AFI 辅助功能 IO；2 路32 位通用定时器 / 计数器 GPTC。
触发源：软件触发、外部数字触发（SMB‑TRG IO / AFI）、PXI 星型触发 PXI_STAR、PXI 触发总线。
四种采集触发模式：预触发 Pre‑trigger、后触发 Post‑trigger、中间触发 Middle‑trigger、延迟触发 Delay‑trigger，支持重触发 Re‑trigger。
多卡同步：复用 PXI 背板触发总线实现 SSI 系统同步接口，可分发时基 TIMEBASE、触发、转换信号实现多卡同步。
自动校准：板载高精度 5V 低漂移参考源，软件全自动校准，校准参数存储于板载 EEPROM。
前面板 4 个 SMB 接口：双向 TRG‑IO、CLK‑IN 外部时钟输入、CLK‑OUT0/CLK‑OUT1 时钟输出。
硬件规格
1. 模拟输入 AI
项目 PXI‑2020 PXI‑2022
通道数 8 差分 16 差分
ADC AD7685 或等效，16bit AD7685 或等效，16bit
单通道最大采样率 250 kS/s 250 kS/s
输入量程 ±10 V，±2.5 V ±10 V，±2.5 V
可编程增益 ×1、×4 ×1、×4
输入阻抗 1 GΩ 1 GΩ
过压保护 上电 / 断电持续 ±30 V 上电 / 断电持续 ±30 V
共模电压范围 ±8 V ±8 V
板载 FIFO 16 K 样本（8192×32bit） 16 K 样本（8192×32bit）
数据传输 Polling、Scatter‑Gather DMA Polling、Scatter‑Gather DMA
关键交流直流性能（25℃）
增益 ×1：失调典型 ±0.6 mV，增益误差 ±0.02%；‑3dB 带宽 1 MHz；CMRR 80 dB；SNR 84 dB；ENOB 有效位数 13.3bit；SFDR 87 dB。
2. 数字 IO 与 AFI
DIO：4 路双向 TTL；上电下拉输入；3.3V 输出，兼容 5V 输入；每路驱动 ±24 mA。
AFI 8 路多功能 IO：可作为触发输入输出、定时器时钟 / 门控、转换时钟；上电 10K 下拉输入；最小脉冲宽度 12.5 ns。
3. 通用定时器 / 计数器 GPTC
通道：2 路 32 位加减计数器；
基准时钟：内部 20 MHz，也支持外部时钟；
8 种工作模式：门控事件计数、单周期测量、单脉宽测量、单脉冲、重触发单脉冲、连续脉冲等；
可软件读取实时计数值，不打断计数运行。
4. 时基 TIMEBASE 系统
内部时钟：板载 80 MHz 振荡器，精度典型＜±25 ppm；
外部时基来源：前面板 SMB CLK‑IN、AFI、PXI‑10M 背板时钟、PXI_STAR、PXI 触发总线 Line0；
采样率计算公式：采样率 = TIMEBASE / ScanIntrv；ScanIntrv 为 32 位扫描间隔计数器；
外部 SMB CLK‑IN：AC 耦合，50Ω 阻抗，输入幅值 1~2 Vpp，频率 1‑20 MHz。
5. 前面板 SMB 接口
接口 功能
TRG‑IO 双向；外部数字触发输入 / 触发信号输出，3.3V TTL
CLK‑IN 外部时基时钟输入，AC 耦合 50Ω
CLK‑OUT0 / CLK‑OUT1 同源时钟输出，50Ω 阻抗，3.3V 方波
6. 电源、环境、机械
PXI 背板功耗：+3.3V 1.5A；+5V 1.3A；+12V 0.35A。
工作温度 0‑55℃；存储‑20~80℃；湿度 10‑90% RH 无凝露。
外形：标准 3U PXI 单槽模块；前面板搭配 68 针 VHDCI 连接器 + 4 个 SMB。
信号连接
68‑pin VHDCI 连接器：引出全部 AI 差分信号、DIO、AFI/GPTC 时钟门控输出；区分模拟地 AGND、数字地 DGND。
PXI‑2020：高 8 路 AI 通道引脚为 NC 未引出。
差分输入接线重点
接地参考源：直接接 AIH (+)、AIL (-)，差分模式抑制共模噪声。
浮地源（热电偶、隔离输出）：差分接线必须增加偏置电阻提供直流返回路径，否则漂移、读数异常。源阻抗小于 100Ω 可直接将 AIL 侧接 AIGND。
全部 AI 硬件固定为差分模式，不支持单端模式。
功能原理与工作模式
4.1 AI 模拟输入采集
数据格式：双极性直接二进制编码；±10V 时 1LSB=305.2 μV；±2.5V 时 1LSB=76.3 μV。
核心计数器：
ScanIntrv：扫描间隔，分频 80MHz 时基得到实际采样率；
DataCnt：需要采集的扫描样本总数；
trigDelayTicks：延迟触发计数；
ReTrgCnt：重触发计数。
四种触发采集时序
Post‑trigger 后触发：触发到来之后才开始采集指定数量样本。
Pre‑trigger 预触发：持续采集，触发到来停止，保存触发之前 N 个样本；触发到来前样本不足 N 会忽略本次触发。
Middle‑trigger 中间触发：同时保存触发前 M 个、触发后 N 个样本。
Delay‑trigger 延迟触发：收到触发，等待设定计数延时后再开始采集。
支持Re‑trigger 重触发，多次触发分段采集。
4.2 时基与触发路由
时基来源：内部 80 MHz；前面板外部时钟；PXI 背板 PXI‑10M、PXI_STAR、PXI 触发总线 Line0；时基可以输出导出到 PXI 背板触发总线，作为多卡同步主时钟。
触发源多路选择器
软件触发；
前面板 SMB TRG‑IO；
AFI[0‑7]；
PXI 星型 PXI_STAR；
PXI 触发总线 Line5（SSI_AD_TRIG）。
触发信号可以输出到：SMB‑TRG IO、AFI0、PXI 触发总线 Line5，用于同步外部设备。
4.3 SSI 多卡同步（PXI 背板实现，无需外部排线）
复用 PXI 背板触发总线作为 SSI 系统同步接口：
SSI_TIMEBASE：同步时基时钟；
SSI_AD_TRIG：同步触发信号；
SSI_ADCONV：同步 ADC 转换脉冲。
架构：一主多从；同一时序信号只能设置一张卡为 Master 主机输出，其余 Slave 从机接收；支持多张 2020/2022 卡实现通道扩展同步采集。
4.4 通用定时器计数器 GPTC
2 路 32 位计数器，每路拥有 CLK 时钟输入、GATE 门控、Up/Down 方向、OUT 输出；支持 8 种模式，涵盖计数、周期 / 脉宽测量、单脉冲、重触发脉冲、连续脉冲生成。
计数器输入输出引脚复用 AFI 多功能接口。
自动校准 Calibration
EEPROM 存储：出厂校准系数，另外预留3 组用户可保存的校准数据集，记录校准时间、环境温度，可按需加载。
板载参考源 ADR02，5.000 V；温漂 ±3 ppm/℃，长期稳定性 50 ppm 每 1000 小时。
操作流程：
板卡建议预热15 分钟再做自校准；
执行 Auto‑calibration 自动校准，无需外部仪器接线；
将新的校准常数保存至 EEPROM 用户存储区；
程序启动时加载校准常数。
校准过程 DAC 会变化，建议断开外部输入线缆。
软件支持
全部驱动包含在 ADLINK All‑in‑One DVD；支持 Windows 98/NT/2000/XP/Vista/Win7。
D2K‑DASK：Windows DLL 库，VC、VB、Delphi、BCB 均可调用；
LabVIEW 驱动 VI 库；
MATLAB 支持；
ActiveX 组件 DAQBench（评估版 4 小时）。
PXI 即插即用，IRQ、基地址、DMA 资源由 BIOS 系统自动分配，无板上硬件跳线；配置工具 PCI‑SCAN 可查看板卡系统资源。
硬件安装注意事项
静电敏感器件，拆装佩戴防静电手环、防静电垫；
PXI 机箱完全断电，模块沿导轨推入，扣合弹射器，拧紧前面板螺丝；
拆卸反向操作；禁止带电插拔模块。
安全要点
仅限室内使用；不要堵塞机箱通风；
板载锂电池，错误型号替换存在爆炸风险；废旧电池按法规处理；
不要打开模块外壳，内部维修仅限授权技术人员；
液体进入、硬件摔落损坏需要交由服务商检修。
