新型PXI模塊化儀器
2012-12-12
PXI平臺是基于PCI總線，即一種基于PCI堅固、模塊化的結構，具有專為測試與測量應用設計的電氣規范與時鐘電路。PCI總線作為開放的工業標準，在測試與測量工程上具有不少優勢。很多為傳統計算機開發的設備都是基于PCI總線的。目前已經有數以千計的PCI設備，而PCI總線本身也采納了諸多最新的計算技術，得以不斷優化。這對PXI而言，意味著可以使用大量的設備元件，從而可以與最常用的操作系統與軟件完全兼容，針對最高速的處理器和總線進行優化。
PXI是一個模塊化的平臺。系統的物理主機是一個擁有2至31個槽位的機箱，有的機箱還帶有內置的顯示器和鍵盤。機箱的第一槽是控制器槽(見圖1所示的1槽)。目前可以使用的控制器有很多，最常見的兩種是嵌入式控制器和MXI-3 (在結構上，一種PCI到PCI的橋，用于以臺式計算機遠程控制PXI機箱) 總線橋。嵌入式控制器是專為PXI機箱空間設計的常規計算機。MXI-3則是一種通過臺式計算機控制PXI機箱的擴展器。機箱中的其它槽位被稱為外部設備槽，用于插置功能模塊 (見圖1所示的2-7槽)，就像計算機里的PCI槽一樣。
應用實例方案
在此，對用PXI模塊設計的多通道瞬態信號測試系統方案做一個簡介。
例如，多通道瞬態信號測試系統采用National Instruments公司的LabVIEW6；LabVIEW signal processing Toolset(信號處理處理函數)和NI公司的 NI PXI-100B(機箱) ；NI PXI-5112和NI PXI-6602模塊產品和高速示波器和定時模塊，對石油行業中電起爆炸/點火技術進行測試，開發一套火工器件的瞬態時間特性測試系統。
該系統基于LabVIEW高效軟件開發環境和強大功能與LabVIEW signal processing Toolset豐富的信號處理函數，結合NI PXI-5112和NI PXI-6602硬件模塊，成功有效地完成了電起爆炸/點火的瞬態信號進行測試。
◆ 系統硬件架構及實現：系統主要由主控計算機、PXI采集系統和中間適配器三部分組成 (如圖4)。主控計算機和PXI系統通過PXI-MXI-3連接。中間適配器主要用于現場試驗儀器的啟動控制以及提供12路引爆外觸發數字信號。系統中12路點火/引爆信號由6塊PXI-5112數字示波器模塊采集完成。
PXI—5112具有兩路8位垂直分辨率的模擬輸入通道；最高實時采樣率為100MS／s；具有CH0(通道0)、CH1 (通道1)、TRIG (觸發器)三路硬件觸發通道，每通道為16MB內存，觸發方式包括數字觸發和模擬觸發；帶寬為100MHZ。試驗時系統需實時記錄采集信號并進行事后處理以檢測各通道的信號前沿、峰值時間等參數，因此要求12路起爆信號必須同步進行采樣。系統設計中將PXI背板時鐘總線和RTSI (實時系統綜合) 同步觸發總線結合，實現6塊PXI—5112作時鐘同步和觸發同步，工作方式為主-從方式。同時，系統要求用觸發外部儀器的同步觸發脈沖，系統設計采用定時計數模塊PXI-6602的8路定時計數器輸出作為同步觸發輸出，保證整個系統儀器觸發和采集觸發的同步工作。
◆ 系統同步觸發、采集設計：測試系統的重點是實現外部儀器設備和PXI系統中采集模塊及定時計數模塊的同步觸發和同步采集。PXI總線為每一個插槽提供誤差小于1ns的10MHz參考時鐘，示波器模塊PXI—5112通過鎖相環技術可以使100MHz的采樣時鐘與10MHz的參考時鐘保持同步。軟件設計時，將PXI背板總線上的10MHz參考時鐘路由到RTSI總線上作為6塊PXI-5112的工作時鐘，保證時鐘同步；并將Master(主) PXI-5211的星形觸發通過RTSI總線，作為觸發信號觸發其余五塊Slave(從) PXI-5211，保證采集同步定時計數模塊PXI-6602具有8個32位定時計數器和32位5個TTl數字I/O，100KHZ、20MHZ、80MHZ三個內部時基，多種靈活的工作模式保證了高精度的計數和定時。
系統完成后，多次對火工器件進行起爆、點火對比試驗。實驗表明該測試系統穩定，測試精度高，符合要求。
來源 熱像儀 http://www.sh-zhiyue.com/
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