SYN4605型PXI总线授时卡的核心是内置高稳定度的时间源,或接入外部权威时间源,生成可直接供系统使用的高精度时钟信号,确保“时间基准”的准确性。
内置高稳时间源:多数高端型号内置恒温晶振(OCXO)、温度补偿晶振(TCXO)甚至铷原子钟,避免环境温度、电压波动对时钟精度的影响。例如:
内置OCXO的卡片,频率稳定度可达±0.1ppm(10⁻⁷量级);
内置铷钟的卡片,经GPS/北斗校准后,频率准确度可达到5E-10量级,长期稳定性远超普通晶振。
a)支持PXI总线授时,时间精度优于10us;
b)提供高精度时间戳功能,方便用户随时对数据或事件打时间戳;
c)外参考失锁后依靠内置高精度时钟守时;
d)支持即插即用(PlugandPlay);
e)提供精密延迟函数;
f)Windows/Linux32位/64位驱动,提供API函数接口;
g)提供windows/Linux上位机校时软件,对计算机进行自动校时;
h)可在PXI总线上提供多种中断信号;
i)PXI总线提供时间信息,GPS、BD卫星颗数,板卡同步状态等信息;
j)输出1PPS和串口TOD(NEMA0183中GPRMC语句,带经纬度定位信息);
k)支持国产操作系统及国产CPU。
SYN4605型PXI总线授时卡
模块间时延补偿:部分高端型号支持测量各模块接收时钟/触发信号的时延差异,并通过软件校准补偿,进一步缩小模块间的同步误差,使同步精度可达纳秒级。
四、时间标记(TimeStamping)与事件记录
在测试测量或工业监控中,常需记录“事件发生的精确时间”(如传感器触发、信号异常跳变、设备故障时刻),SYN4605型PXI总线授时卡可提供高精度时间标记功能:
SYN4605型PXI总线授时卡
多类型时钟信号输出:SYN4605型PXI总线授时卡将基准时钟转换为系统常用的信号格式,供PXI机箱内模块(如数据采集卡、信号发生器)或外部设备使用,常见输出包括:
低频时钟:1Hz、10Hz、100Hz(用于低速同步);
中频时钟:1MHz、10MHz(主流测试设备的基准时钟);
高频时钟:50MHz、100MHz(高速数据采集、高速信号生成场景);
脉冲信号:1PPS(秒脉冲,每秒一个精准脉冲,常用于时间标记校准)。
二、外部权威时间源接入与驯服
为进一步提升时间基准的“绝对精度”(而非仅靠内置时钟的“相对稳定”),PXI时钟授时卡支持接入外部全球或区域级时间源,并通过“驯服算法”将自身时钟与外部源同步,确保时间与全球标准时间(UTC)一致。
支持的外部时间源类型:
卫星导航系统(GNSS):GPS(美国)、北斗(中国)、GLONASS(俄罗斯)、Galileo(欧盟),通过内置或外接天线接收卫星信号,获取UTC时间,同步精度可达纳秒(ns)级;
SYN4605型PXI总线授时卡
有线时间协议:IEEE1588(PTP,精密时间协议,适用于局域网内多设备同步,精度可达亚微秒级)、NTP(网络时间协议,精度毫秒级,多用于非严苛场景);
三、PXI系统内多模块同步
PXI系统通常由多个功能模块(如数据采集卡、开关卡、信号分析仪)组成,若各模块时钟独立,会导致数据采集“时间错位”(如A模块采集的“1ms时刻”与B模块的“1ms时刻”实际相差几十微秒)。PXI时钟授时卡通过以下方式解决该问题:
背板时钟分发:SYN4605型PXI总线授时卡利用PXI/PXIe机箱的专用时钟总线(如PXI_CLK10、PXIe_CLK100),将授时卡生成的高精度时钟信号低延迟、低偏斜地分发到机箱内所有模块,确保所有模块“共用同一时钟”;
同步触发信号:除时钟外,授时卡还能生成精准的触发信号(如StartTrigger、StopTrigger),通过PXI触发总线(如PXI_TRIG)发送给各模块,确保所有模块在“同一时钟沿”启动或停止任务(例如:多通道数据采集卡同时开始采样);
外部事件时间标记:卡上通常配备多个外部输入通道(如TTL/RS485电平),当外部设备(如传感器、开关)产生事件信号(如上升沿/下降沿)时,授时卡会立即记录该事件对应的“系统时间”(基于已同步的UTC时间),时间标记精度可达纳秒级;
SYN4605型PXI总线授时卡是基于PXI总线的定时和同步模块,用于为PXI系统提供高精度的时钟信号和同步功能,在测试测量、工业自动化等领域应用广泛。以下是详细介绍:
功能特点
SYN4605型PXI总线授时卡高精度时钟信号生成:部分PXI时钟卡内置高精度的恒温晶振(OCXO)或温度补偿晶体振荡器(TCXO),可提供稳定的时钟信号。一些时钟卡还能生成高精度的直接数字合成器(DDS)时钟。
多设备同步:可实现PXI系统内多个设备的同步,通过低偏斜的时钟信号和触发路由功能,确保各个设备在同一时钟沿启动采集或执行事件,还能在多台机箱之间进行时钟信号的路由,实现多机箱同步。
内部事件时间标记:可记录PXI系统内部模块产生的事件(如数据采集卡完成一次采样、信号发生器输出一个脉冲)的时间,便于后续数据与时间的关联分析(例如:将采样数据与对应的精确时刻绑定,追溯“某段异常数据发生在何时”);
典型应用
1)计算机网络、计算机应用系统、流程控制管理系统;
2)广泛应用于电力、交通、通讯、网络同步、数据同步等需要对时、计时和守时的领域;
3)计算机时间同步,数据同步采集,天文测量和大地测量等需对时领域;
4)广泛应用于电力、金融、通信、交通、广电、安防、石化、冶金、水利、国防、医疗、教育、政府机关、IT等领域;
5)可广泛应用于各种仪器仪表、DVB、DAB、CMMB、Wimax、CDMA等系统对时间频率要求苛刻的领域;
6)可方便应用于具有高精度时间同步需求的工业控制、交通电力、遥测遥控等领域中的计算机应用系统。
时间戳存储与导出:标记的事件时间可暂存于卡上缓存,或通过PXI总线实时传输到上位机,支持导出为时间日志,用于数据分析或故障溯源。
该时钟同步卡内置高精度守时时钟源,当外部参考无效时仍然可以提供高精度授时服务。并配套提供Windows/Linux校时管理软件和各种操作系统的API驱动,完全实现高精度操作系统应用程序授时,用户任何时候通过调用时间戳函数可获得精密时间戳,具有兼容性强,接口丰富、精度高、稳定性好、功能强、无积累误差、不受地域气候等环境条件限制、性价比高、操作简单、免维护等特点。
五、多机箱/外部设备授时
SYN4605型PXI总线授时卡除了PXI系统内部,PXI时钟授时卡还能为外部独立设备(如其他PXI机箱、工业控制器、测试仪器)提供时间同步,实现“跨系统时间统一”:
多PXI机箱同步:通过专用同步线缆(如同轴电缆、光纤),将主机箱授时卡的10MHz时钟、1PPS信号或IRIG-B时码传输到从机箱的授时卡/同步模块,使多机箱的时钟保持一致;
总结
PXI时钟授时卡的核心价值是“提供统一、精准的时间基准”,其所有功能均围绕“消除时间偏差”展开——无论是系统内多模块的同步,还是外部设备的授时,最终目的都是确保所有设备在“同一时间维度”下工作,从而保证测试数据的准确性、工业控制的可靠性,以及多系统协同的一致性。
多种同步协议支持:支持GPS、IEEE-1588、IRIG-B、PPS等多种同步协议,如PXI-6683支持这些协议,可通过外部时间源对PXI系统进行精确同步。
时间标记与事件触发:能根据系统时间对输入事件进行时间标记,还可在未来某个经同步后的时间点生成事件和时钟信号,实现精确的定时和触发功能。
技术指标
频率准确度:不同型号的PXI时钟卡频率准确度不同。
产品特点
a)高精密,全自动,无人值守,免维护;
b)对主要电路部分采用金属外壳屏蔽,抗干扰能力强;
c)功耗小,可靠性高,可长期连续稳定工作;
d)安装简便:该产品可直接插入计算机(或工控机)的PXI扩展槽。
测量精度:测量精度可达10ps(RMS)。
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