DAQmx定时和采样率

更新 Mar 19, 2019

适用于

Driver

  • NI-DAQmx

其他

NI DAQ

问题详述

我正在使用DAQmx定时(Timing)函数来进行基础的数据采集。采样时钟与我的数据读取速度之间有什么关系?

解决方案

采集数据包含两个方面:现实世界的信号数字化速度(多快?)和软件每次从硬件FIFO检索的数据量(多少?)。这些硬件-软件配置是彼此相互依赖的。

在硬件方面,DAQmx定时函数决定了数据流从设备或传感器传输到数据采集卡上的硬件FIFO的速度。在软件方面,DAQmx读取(Read)函数决定了从PC缓冲区到软件的数据传输。见下图:



第1部分:从设备/传感器到DAQ卡上的硬件FIFO

概述
DAQmx定时函数控制了从设备中获取数据的数量和速度。此函数有三种采样模式:有限,连续和硬件定时单点。您选择的模式会影响采集的样本数。
DAQmx定时函数是一个多态VI,这里讨论的实例是采样时钟(Sample Clock)。有关DAQmx定时函数的其他实例的更多信息,请参阅DAQmx帮助

多少?
对于有限采集,DAQmx定时函数的“每通道采样(Samples Per Channel)”决定了每个通道上读取的采样数。换句话说,“每通道采样”设置收集的数据块大小。
对于连续采集,“每通道采样”决定了为每个通道指定的PC缓冲区的大小。

多快?
DAQmx定时函数的“采样率(Sample Rate )”输入端决定了数据被采集并放置到硬件FIFO的速度。指定采样率的值取决于DAQmx定时函数的源输入端中指定的时基。指定的采样率必须是源的一个除数。例如,X系列板卡上的默认时钟源是板载时钟(100MHz)。有关可实现的采样率的详细信息,请参阅知识库文章39BCDJMV27R8Q3YF ,或X系列用户手册的第9-1页了解更多信息。

第2部分:从硬件FIFO到PC缓冲区和编程环境

多少?
DAQmx读取函数的“每通道采样数(Numbers of Samples Per Channel)”输入端决定了从PC缓冲区向编程环境提取的采样数。指定的数据传输机制(DMA,中断请求,编程I/O或USB Bulk)决定了PC缓冲区实际从硬件FIFO读取采样的方式。更多信息,请参阅NI-DAQmx帮助:数据传输机制 。使用编程I/O方法时,DAQmx读取函数直接从硬件FIFO获取样本。使用其他硬件定时传输机制时,建议采样数量是DAQmx定时函数指定速率的1/10。例如,如果DAQmx定时函数上的采样率输入为1000(Hz),则DAQmx读取函数上的每通道采样数不应超过100。这是为了确保没有PC缓冲区过写入或欠写入错误。
注意:“每通道采样数”输入端只有在DAQmx读取函数被配置为多采样时才会出现。如果采样模式为有限(采样模式是DAQmx定时函数的输入),如果“每通道采样数”-1,未接线或未设置,则DAQmx读取函数将等待,直到有限采样模式中的所有采样都到达PC缓冲区后一起读取它们。如果采样模式是连续的,则读取PC缓冲区中当前可用的所有采样。

多快?
执行编程I/O时,采样数据从DAQ卡上的硬件FIFO传输到编程​​环境的速度取决于DAQmx读取函数被调用的频率。由于DAQmx读取函数通常处于while循环中,因此循环速率将决定DAQmx读取函数的执行频率。软件的速度还取决于处理器的速度和同一时间的进程数量。使用其他数据传输机制时,采样数据从硬件FIFO传输到PC缓冲区的速度与程序的执行速度无关。因此,通常不使用编程I/O传输机制,其他几种传输机制会强制使用PC缓冲区,以便及时保留多个采样以供DAQmx读取函数进行读取。

总结
在确定数据采集的速度时,请记住,采集中的两个步骤必须协调一致。与数据载入硬件FIFO的速率相比,数据从硬件FIFO传输到PC缓冲区的速率不能太快或太慢。否则将产生PC缓冲区错误。有关缓冲区错误的更多信息,请参阅了解并避免使用NI-DAQmx的重写和溢出错误

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