新型PXI模块化仪器
2012-12-12
PXI平台是基于PCI总线，即一种基于PCI坚固、模块化的结构，具有专为测试与测量应用设计的电气规范与时钟电路。PCI总线作为开放的工业标准，在测试与测量工程上具有不少优势。很多为传统计算机开发的设备都是基于PCI总线的。目前已经有数以千计的PCI设备，而PCI总线本身也采纳了诸多最新的计算技术，得以不断优化。这对PXI而言，意味着可以使用大量的设备元件，从而可以与最常用的操作系统与软件完全兼容，针对最高速的处理器和总线进行优化。
PXI是一个模块化的平台。系统的物理主机是一个拥有2至31个槽位的机箱，有的机箱还带有内置的显示器和键盘。机箱的第一槽是控制器槽(见图1所示的1槽)。目前可以使用的控制器有很多，最常见的两种是嵌入式控制器和MXI-3 (在结构上，一种PCI到PCI的桥，用于以台式计算机远程控制PXI机箱) 总线桥。嵌入式控制器是专为PXI机箱空间设计的常规计算机。MXI-3则是一种通过台式计算机控制PXI机箱的扩展器。机箱中的其它槽位被称为外部设备槽，用于插置功能模块 (见图1所示的2-7槽)，就像计算机里的PCI槽一样。
应用实例方案
在此，对用PXI模块设计的多通道瞬态信号测试系统方案做一个简介。
例如，多通道瞬态信号测试系统采用National Instruments公司的LabVIEW6；LabVIEW signal processing Toolset(信号处理处理函数)和NI公司的 NI PXI-100B(机箱) ；NI PXI-5112和NI PXI-6602模块产品和高速示波器和定时模块，对石油行业中电起爆炸/点火技术进行测试，开发一套火工器件的瞬态时间特性测试系统。
该系统基于LabVIEW高效软件开发环境和强大功能与LabVIEW signal processing Toolset丰富的信号处理函数，结合NI PXI-5112和NI PXI-6602硬件模块，成功有效地完成了电起爆炸/点火的瞬态信号进行测试。
◆ 系统硬件架构及实现：系统主要由主控计算机、PXI采集系统和中间适配器三部分组成 (如图4)。主控计算机和PXI系统通过PXI-MXI-3连接。中间适配器主要用于现场试验仪器的启动控制以及提供12路引爆外触发数字信号。系统中12路点火/引爆信号由6块PXI-5112数字示波器模块采集完成。
PXI—5112具有两路8位垂直分辨率的模拟输入通道；最高实时采样率为100MS／s；具有CH0(通道0)、CH1 (通道1)、TRIG (触发器)三路硬件触发通道，每通道为16MB内存，触发方式包括数字触发和模拟触发；带宽为100MHZ。试验时系统需实时记录采集信号并进行事后处理以检测各通道的信号前沿、峰值时间等参数，因此要求12路起爆信号必须同步进行采样。系统设计中将PXI背板时钟总线和RTSI (实时系统综合) 同步触发总线结合，实现6块PXI—5112作时钟同步和触发同步，工作方式为主-从方式。同时，系统要求用触发外部仪器的同步触发脉冲，系统设计采用定时计数模块PXI-6602的8路定时计数器输出作为同步触发输出，保证整个系统仪器触发和采集触发的同步工作。
◆ 系统同步触发、采集设计：测试系统的重点是实现外部仪器设备和PXI系统中采集模块及定时计数模块的同步触发和同步采集。PXI总线为每一个插槽提供误差小于1ns的10MHz参考时钟，示波器模块PXI—5112通过锁相环技术可以使100MHz的采样时钟与10MHz的参考时钟保持同步。软件设计时，将PXI背板总线上的10MHz参考时钟路由到RTSI总线上作为6块PXI-5112的工作时钟，保证时钟同步；并将Master(主) PXI-5211的星形触发通过RTSI总线，作为触发信号触发其余五块Slave(从) PXI-5211，保证采集同步定时计数模块PXI-6602具有8个32位定时计数器和32位5个TTl数字I/O，100KHZ、20MHZ、80MHZ三个内部时基，多种灵活的工作模式保证了高精度的计数和定时。
系统完成后，多次对火工器件进行起爆、点火对比试验。实验表明该测试系统稳定，测试精度高，符合要求。
来源 热像仪 //1000qsw.com/
