PCI-MIO-16E-4 多功能PCI采集卡：500kS/s高速信号处理

一、产品特性

• 多功能集成：集模拟输入、模拟输出、数字 I/O、计数器 / 定时器于一体，单卡满足多类型信号采集与控制。
• 即插即用：PCI 总线供电，无硬件跳线 / 拨码开关，全软件配置与校准，部署便捷。
• 高速数据传输：支持 3 路 DMA（分散 – 聚集模式），大幅降低 CPU 负载，保障连续采集稳定性。
• 灵活信号接入：16 路单端 / 8 路差分模拟输入，适配不同传感器信号类型。
• 同步兼容性：可与 NI 其他设备无缝同步，支持外部时钟 / 触发信号接入。
• 宽量程适配：模拟输入 / 输出覆盖多档电压量程，满足不同信号测量需求。

二、技术指标

1. 模拟输入（AI）

• 通道数：16 路单端 / 8 路差分
• 分辨率：12 位
• 采样率：单通道最高 500kS/s；多通道最高 250kS/s
• 输入量程：±0.1V、±0.2V、±0.5V、±1V、±2V、±5V、±10V
• 输入阻抗：100GΩ || 100pF
• 带宽：小信号 600kHz，大信号 350kHz
• 过压保护：上电 ±25V，断电 ±15V

2. 模拟输出（AO）

• 通道数：2 路
• 分辨率：12 位
• 更新率：最高 1MS/s
• 输出量程：±10V
• 建立时间：典型 10μs

3. 数字 I/O（DIO）

• 通道数：8 路，双向、独立配置
• 电平标准：5V TTL/CMOS 兼容
• 输入高 / 低电平：VIH≥2.0V，VIL≤0.8V
• 输出高 / 低电平：VOH≥2.4V，VOL≤0.4V

4. 计数器 / 定时器（TIO）

• 通道数：2 路
• 分辨率：24 位
• 时基：20MHz、100kHz
• 功能：计数、测频、脉冲生成、PWM 输出、门控测量

5. 总线与接口

• 总线：32 位 PCI
• I/O 接口：68 针 SCSI-II 连接器
• 供电：PCI 总线 + 5V，典型 280mA，最大 400mA

三、功能说明

1. 模拟输入采集

• 支持软件、模拟电平、数字边沿、外部时钟等多种触发模式。
• 单 / 多通道扫描，可程控增益，适配微弱与强信号测量。
• 内置 FIFO 缓存，配合 DMA 实现无丢点连续采集。

2. 模拟输出控制

• 2 路独立 DA 通道，可生成直流、正弦、三角等任意波形。
• 支持硬件定时更新，用于闭环控制或信号激励。

3. 数字 I/O 控制

• 8 路独立配置为输入 / 输出，用于数字信号读取、开关控制、状态监测。
• 可与 PFI 复用，作为外部触发 / 时钟输入或内部定时信号输出。

4. 计数器 / 定时器功能

• 24 位高精度计数，支持加 / 减计数、门控、周期 / 频率测量。
• 可输出 PWM 脉冲，用于电机控制、脉冲调制等场景。

5. 数据传输

• 支持 DMA、中断、程序 I/O 三种方式，DMA 为高速采集首选。

四、操作指引

1. 硬件安装

• 关闭计算机电源，打开机箱。
• 将 PCI-MIO-16E-4 插入空闲 PCI 插槽，固定挡板。
• 用 68 针 SCSI 线缆连接传感器 / 执行器与板卡 I/O 接口。
• 合上机箱，开机。

2. 软件安装与配置

• 安装 NI-DAQmx 驱动（兼容 Windows XP/7/10，32/64 位）。
• 打开 NI Measurement & Automation Explorer（MAX）。
• 在 “设备和接口” 中识别 PCI-MIO-16E-4，完成软件校准。
• 配置通道：AI 设为单端 / 差分、量程；DIO 设为输入 / 输出；计数器配置时基与模式。

3. 编程开发（以 LabVIEW 为例）

• 新建 VI，添加 DAQmx 函数：
  • 采集：DAQmx Create Virtual Channel → DAQmx Timing → DAQmx Read
  • 输出：DAQmx Create Virtual Channel → DAQmx Timing → DAQmx Write
• 配置通道参数、采样率、触发方式，运行程序。
• 数据可实时显示、存储或用于后续分析。

4. 常见问题排查

• 设备未识别：检查 PCI 插槽、驱动版本、BIOS 中 PCI 设置。
• 采集噪声大：确认信号屏蔽、接地良好，避免长距离无屏蔽线缆。
• 输出异常：检查量程配置、负载是否匹配，重新校准。

五、优势特征

六、生命周期及可替代型号

1. 生命周期状态

• 已停产：NI 已停止生产与官方技术支持，仅提供第三方维修与备件服务。
• 备件现状：二手 / 翻新市场有现货，价格约 1500–2000 元，适合存量系统维护。

2. 推荐替代型号（NI M 系列，性能全面升级）

3. 替代要点

• 功能兼容：M 系列保留 AI/AO/DIO/ 计数器核心功能，API 与 DAQmx 一致，代码可平滑迁移。
• 性能提升：分辨率从 12 位升至 16 位，采样率更高，抗干扰与稳定性更强。
• 接口兼容：68 针 SCSI-II 接口与原卡一致，线缆与接线可复用。

总结语

PCI-MIO-16E-4 是 NI E 系列经典多功能 DAQ 卡，凭借 12 位分辨率、500kS/s 采样率与全功能集成，曾广泛应用于工业测控、实验室数据采集与自动化测试。虽已停产，但凭借稳定可靠、软件友好与接口兼容的优势，仍是存量系统维护的主流选择。新系统建议优先选用 PCI-6220/6221 等 M 系列替代卡，在保持功能兼容的同时，获得更高精度、更快速度与更长生命周期支持。