如何同步多个 PXI(e) 机箱

更新 Aug 9, 2026

环境

硬件

  • PXI Chassis

软件

  • LabVIEW

驱动

  • NI-DAQmx

我有两个(或更多)想要将它们同步并一起进行数据采集(DAQ)的PXI 机箱。我对这个过程有几个问题,包括:

  • 我可以实现什么样的同步?
  • 我需要任何硬件来进行同步?
  • 什么是从/主配置以及它如何工作?
  • 我可以将 PXIe 机箱与 PXI 机箱同步吗?

我们建议您在尝试以下解决方案之前,先熟悉 DAQmx 功能(可通过我们的 DAQmx 课程获得)。所有解决方案都将使用 DAQmx API 来同步硬件。有关我们的DAQ 课程及其内容的更多信息,请参阅此链接。

不同类型的同步

机箱之间的同步可以参考多种不同的设置,包括:

  • 使用 PXI(e) 的外部 BNC 连接器输出时钟。
  • 将来自不同机箱的 2 组数据集对齐到 1 个文件中。
  • 两个机箱上的 DAQ 通过共享触发器同时开始。
  • 共享参考时钟或主时基。

以上所有都是同步的形式,可提供不同级别的精度。有些方法需要特定硬件,而其他方法只需要两个 PXI(e) 机箱。多种设置的组合将提供最高级别的精度和确定性。

将 PXI_CLK10 OUT 连接至 PXI_CLK10 IN - BNC 连接器

这种级别的同步相对容易实现,因为它不需要硬件模块。如果您使用两个机箱,您可以将一个机箱的主 PXI_CLK10 OUT 连接到另一个机箱的 PXI_CLK10 IN,这样做可以使两个 PXI(e) 共享一个共同的时间基准,从而防止时间漂移。此方法可用于两个 PXIe 机箱、两个 PXI 机箱和一个 PXIe/PXI 组合。

通过使用BNC连接器,当时钟存在时,它会自动覆盖PXI系统时钟。这会导致两个时钟波形之间出现非常小的时间偏差,在两个 PXI 系统之间可以忽略不计,但在菊花链式连接机箱时会增加。为了显著减少这种偏差,请使用外部 10 MHz 时钟源,并使用等长电缆连接到每个 PXI_CLK10 IN 连接器。

此方法将使系统同步程度较低。要实现更高的同步,您需要购买定时和同步硬件模块。

共享触发 - 需要定时和同步 (T&S) 模块

共享触发器将确保两个机箱大致同时开始数据采集。系统中的每个 PXI(e) 都需要一个 T&S 模块,该模块将在每个 PXI(e) 之间共享触发器线路。下面显示的示例框图演示了如何同步触发器线路。 

这里,在主任务中定义触发源(代码的上行),并将其发送到从属任务(代码的下行)。当检测到触发器时,从属任务将开始,然后是主任务。此顺序至关重要,从属任务必须始终在主任务之前开始。为了纠正由一个任务在另一个任务之后启动而导致的偏差,使用 DAQmx Trigger 属性节点将一个通道定义为主通道,另一个通道定义为从属通道。

将此同步方法与前面的示例相结合,可以创建一个没有偏斜或漂移的系统;但是,两个底盘都必须以相同的速率运行。

共享参考时钟

参考时钟是一种时钟信号,其他系统的时钟会参考该时钟信号来获得自己的时钟信号。在设备之间共享此时钟将允许每个机箱以不同的速率运行,同时最大限度地减少漂移和偏差。共享参考时钟需要 T&S 模块,可以按照上图所示实现(通过使用具有相同源的 DAQmx 定时属性节点)。

共享参考时钟的一个缺点是,对于高频应用,时钟信号将在 5-10 MHz 左右的频率下开始恶化(取决于连接外部时钟源和电路板的电缆)。此外,存在传输延迟,根据信号路径的长度,在高速下会导致明显的相位延迟。

所有定时源都会将抖动引入系统,当尝试同步电路板时,抖动会变得非常大。当使用启动触发器同时开始采集测量系统中的所有电路板时。通常,每个电路板在收到启动触发器后,会在电路板时钟的 1-2 个刻度内触发,这将在电路板之间引入相位延迟。

共享主时基

共享主时基具有共享参考时钟的所有优点,同时还可以消除漂移。它使用属性节点进行共享,如下所示。从属时钟将被主时钟覆盖,这意味着所有硬件定时系统将自动与主机箱同步。由于时基共享的性质,该系统可能不稳定,因此在使用前请确保系统稳定。

附加信息

实现尽可能高的同步水平

为了实现最高级别的同步,请在您的系统中包含某种形式的时钟和触发器共享。一个很好的例子是使用 T&S 模块在 PXI(e) 之间共享参考时钟和触发器。