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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(jié)構(gòu)，具有專為測試與測量應(yīng)用設(shè)計的電氣規(guī)范與時鐘電路。PCI總線作為開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在測試與測量工程上具有不少優(yōu)勢。很多為傳統(tǒng)計算機(jī)開發(fā)的設(shè)備都是基于PCI總線的。目前已經(jīng)有數(shù)以千計的PCI設(shè)備，而PCI總線本身也采納了諸多最新的計算技術(shù)，得以不斷優(yōu)化。這對PXI而言，意味著可以使用大量的設(shè)備元件，從而可以與最常用的操作系統(tǒng)與軟件完全兼容，針對最高速的處理器和總線進(jìn)行優(yōu)化。
PXI是一個模塊化的平臺。系統(tǒng)的物理主機(jī)是一個擁有2至31個槽位的機(jī)箱，有的機(jī)箱還帶有內(nèi)置的顯示器和鍵盤。機(jī)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(jié)構(gòu)上，一種PCI到PCI的橋，用于以臺式計算機(jī)遠(yuǎn)程控制PXI機(jī)箱) 總線橋。嵌入式控制器是專為PXI機(jī)箱空間設(shè)計的常規(guī)計算機(jī)。MXI-3則是一種通過臺式計算機(jī)控制PXI機(jī)箱的擴(kuò)展器。機(jī)箱中的其它槽位被稱為外部設(shè)備槽，用于插置功能模塊 (見圖1所示的2-7槽)，就像計算機(jī)里的PCI槽一樣。
應(yīng)用實例方案
在此，對用PXI模塊設(shè)計的多通道瞬態(tài)信號測試系統(tǒng)方案做一個簡介。
例如，多通道瞬態(tài)信號測試系統(tǒng)采用National Instruments公司的LabVIEW6；LabVIEW signal processing Toolset(信號處理處理函數(shù))和NI公司的 NI PXI-100B(機(jī)箱) ；NI PXI-5112和NI PXI-6602模塊產(chǎn)品和高速示波器和定時模塊，對石油行業(yè)中電起爆炸/點火技術(shù)進(jìn)行測試，開發(fā)一套火工器件的瞬態(tài)時間特性測試系統(tǒng)。
該系統(tǒng)基于LabVIEW高效軟件開發(fā)環(huán)境和強(qiáng)大功能與LabVIEW signal processing Toolset豐富的信號處理函數(shù)，結(jié)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(tài)信號進(jìn)行測試。
◆ 系統(tǒng)硬件架構(gòu)及實現(xiàn)：系統(tǒng)主要由主控計算機(jī)、PXI采集系統(tǒng)和中間適配器三部分組成 (如圖4)。主控計算機(jī)和PXI系統(tǒng)通過PXI-MXI-3連接。中間適配器主要用于現(xiàn)場試驗儀器的啟動控制以及提供12路引爆外觸發(fā)數(shù)字信號。系統(tǒng)中12路點火/引爆信號由6塊PXI-5112數(shù)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(fā)器)三路硬件觸發(fā)通道，每通道為16MB內(nèi)存，觸發(fā)方式包括數(shù)字觸發(fā)和模擬觸發(fā)；帶寬為100MHZ。試驗時系統(tǒng)需實時記錄采集信號并進(jìn)行事后處理以檢測各通道的信號前沿、峰值時間等參數(shù)，因此要求12路起爆信號必須同步進(jìn)行采樣。系統(tǒng)設(shè)計中將PXI背板時鐘總線和RTSI (實時系統(tǒng)綜合) 同步觸發(fā)總線結(jié)合，實現(xiàn)6塊PXI—5112作時鐘同步和觸發(fā)同步，工作方式為主-從方式。同時，系統(tǒng)要求用觸發(fā)外部儀器的同步觸發(fā)脈沖，系統(tǒng)設(shè)計采用定時計數(shù)模塊PXI-6602的8路定時計數(shù)器輸出作為同步觸發(fā)輸出，保證整個系統(tǒng)儀器觸發(fā)和采集觸發(fā)的同步工作。
◆ 系統(tǒng)同步觸發(fā)、采集設(shè)計：測試系統(tǒng)的重點是實現(xiàn)外部儀器設(shè)備和PXI系統(tǒng)中采集模塊及定時計數(shù)模塊的同步觸發(fā)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(huán)技術(shù)可以使100MHz的采樣時鐘與10MHz的參考時鐘保持同步。軟件設(shè)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(fā)通過RTSI總線，作為觸發(fā)信號觸發(fā)其余五塊Slave(從) PXI-5211，保證采集同步定時計數(shù)模塊PXI-6602具有8個32位定時計數(shù)器和32位5個TTl數(shù)字I/O，100KHZ、20MHZ、80MHZ三個內(nèi)部時基，多種靈活的工作模式保證了高精度的計數(shù)和定時。
系統(tǒng)完成后，多次對火工器件進(jìn)行起爆、點火對比試驗。實驗表明該測試系統(tǒng)穩(wěn)定，測試精度高，符合要求。
來源 熱像儀 http://www.mrcaleather.com/
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