



NI PXI-6608 (185745H-02) 是美国国家仪器(National Instruments, NI)公司生产的一款高性能PXI定时器/计数器模块。该模块提供8个独立的32位计数器/定时器通道和32条数字I/O线,专为需要高精度定时、事件计数、数字波形产生和测量的应用而设计。
在一套半导体芯片测试系统中,需要精确测量一个由待测芯片产生的时钟信号的频率和抖动特性,同时还需要产生精确的脉冲序列来控制测试流程的时序。NI PXI-6608 定时器/计数器模块在此扮演了“时间与事件管理器”的关键角色。它被安装在一个PXI机箱中,其一个计数器通道被配置为高精度频率计模式,连接至芯片的时钟输出引脚。利用其内部稳定的时基和32位的分辨率,它能够以极高的精度测量时钟信号的频率,并分析其周期抖动。同时,另一个计数器通道被配置为脉冲序列发生器(Pulse Train Generation),产生精确的、可编程的脉冲串,用于控制下游测量仪器(如电源、示波器)的触发时序,确保整个测试步骤在严格同步的时间窗口内执行。其高精度的定时能力(基于80MHz时基)确保了频率测量结果的准确性,而其多通道独立性使得并发测量和控制成为可能,极大地提高了半导体测试的吞吐量和可靠性。
主要参数 | 数值/说明 |
产品型号 | PXI-6608 |
NI部件号 | 185745H-02 |
制造商 | National Instruments (NI) |
产品类别 | PXI 定时器/计数器模块 |
计数器/定时器 | 8个独立的32位向上/向下计数器 |
最高基准时钟 | 80 MHz |
数字I/O线 | 32条TTL兼容数字I/O线(与计数器通道复用) |
测量功能 | 频率、周期、脉冲宽度、事件计数、正交编码器测量 |
输出功能 | 脉冲序列生成、PWM(脉宽调制)、可编程频率输出 |
编码器接口 | 支持X1, X2, X4编码器乘法,支持索引脉冲和Z脉冲 |
触发与定时 | 支持PXI触发总线(PXI_TRIG),用于多模块同步 |
输入逻辑电平 | TTL, 5V TTL, LVTTL 兼容 |
连接器 | 两个68针高密度VHDCI连接器(需使用线缆) |
驱动软件 | NI-DAQmx驱动程序 |
总线规格 | PXI/CompactPCI |
工作温度 | 0°C to 55°C |
创新点1:高精度定时与多通道独立性。 PXI-6608 的核心优势在于其集成了8个完全独立的32位计数器/定时器,每个通道都拥有自己的控制逻辑和时钟域。它们共享一个高稳定度的80MHz内部时基,这使得每个通道都能独立地进行高精度的定时、计数和波形生成操作,而不会相互干扰。这种架构非常适合需要同时进行多路信号测量或产生复杂同步波形的应用,如多轴运动控制系统的编码器反馈采集。创新点2:丰富的测量与生成功能。 该模块的固件集成了多种常用的定时和计数模式,用户无需编写底层硬件逻辑,通过NI-DAQmx驱动即可轻松配置。例如,可以方便地设置为对数字边沿事件进行计数、测量输入信号的频率或周期、产生精确的脉冲宽度调制(PWM)波形,或者解码增量式正交编码器信号(用于测量位置、速度和方向)。这种灵活性使其能够适应从简单的频率计到复杂的运动控制器接口等多种应用场景。创新点3:强大的同步与触发能力。 作为PXI模块,PXI-6608 能够利用PXI背板提供的强大定时和触发功能。它可以通过PXI触发总线(PXI_TRIG)与其他模块(如数据采集卡、任意波形发生器)进行精确的硬件同步,确保所有测量和生成动作在严格确定的时间点上发生,这对于多仪器测试系统的集成至关重要。
案例:某精密光学平台的多轴运动控制系统。 该平台用于激光光束的准直,需要控制多个直线电机载物台进行纳米级精度的定位。每个电机都配备了一个高分辨率的光学编码器作为位置反馈。系统采用NI PXI-6608 模块作为编码器接口核心。PXI-6608 的多个计数器通道被分别配置为“双脉冲编码器”测量模式,直接连接各个编码器的A、B相和索引(Z)相信号。模块内部硬件实时对编码器脉冲进行4倍频计数,并将32位的位置计数值通过DMA方式持续上传给实时控制器。其高精度和确定性保证了位置反馈的实时性和准确性,结合实时控制器运行的运动控制算法,最终实现了亚微米级的重复定位精度。项目工程师评价:“PXI-6608 的多个独立编码器通道和硬件的4倍频功能,使其成为多轴高精度位置反馈的理想选择。它的稳定性和与PXI平台的紧密集成,帮助我们构建了远超传统PLC方案性能的运动控制系统。”


· ••PXI机箱:如PXI-1036(8槽),为PXI-6608 提供平台和同步时钟。
· ••PXI控制器:如PXIe-8880(嵌入式控制器),运行LabVIEW Real-Time或TestStand。
· ••接口线缆与接线盒:如SHC68-68-EPM 屏蔽电缆和SCB-100 接线盒,方便传感器连接。
· ••增量式编码器:为PXI-6608 提供位置/速度反馈信号。
· ••NI-DAQmx驱动软件:用于配置、校准和控制PXI-6608 的核心软件。
· ••LabVIEW 或 LabWindows/CVI:用于开发上层测试、测量和控制应用程序。
· ••其他PXI模块:如PXI-6733(模拟输出,驱动电机)、PXI-6123(同步采样AI),与PXI-6608 协同完成测量与控制任务。
NI PXI-6608 模块的安装需在PXI系统断电下进行。将其沿导轨平稳插入PXI机箱的任意槽位并确保连接器牢固接触。通过68针VHDCI线缆将模块连接到外部接线板或传感器。接线时需注意信号电平匹配和屏蔽,尤其对于长线传输的编码器信号,建议使用双绞屏蔽线。日常维护主要是保持系统清洁和通风良好。定期检查连接线缆是否松动。若出现计数不准或信号丢失,应首先检查传感器供电、信号质量和接线。
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