PXI的创新内容说明

PXI的创新内容说明

从1997年诞生以来，PXI一直处于快速增长的阶段。促使PXI增长的一个重要原因是厂商们每年都会发布大量的PXI模块。2005年共有1200多种PXI产品面世，包括视觉，运动，数字万用表，示波器，电源，射频信号分析仪，高密度开关等等。

这些模块由70多家PXI系统联盟商发布，其中的许多产品都是同类中最佳的。事实上，PXI这样一个开放标准之下的通用平台元素孕育了许多创新，推动了测量技术的发展。本文将揭示这种创新的发展趋势，并介绍一些业内最先进的PXI产品。

图1 可供选择的PXI产品(由PXI系统联盟提供数据)
一种开放的标准能为我们带来了一系列富于创新精神的技术。PXI是一种开放性的工业标准，它是由PXI系统联盟(PXISA)所控制的。
PXISA已经开发了一个完整的标准，它对驱动软件架构，机械封装，内部通信总线以及模块电源需求都有着明确的规定。使用这些预定义的系统组件，仪器设计工程师能够更加专注于产品最关键的问题，即测量电路的开发。
我们说PXI这样一个标准能够带来创新，这听上去可能不那么容易理解。无论如何，构建一个PXI模块需要遵循许多严格的设计要求。例如每个模块的电源功率不能超过30瓦，整个设计必须能够插入一个3U 插槽 (562 cm3 )或是 6U 插槽 (1124 cm3)，而传统的工作台仪器没有任何功率限制，占用空间限制最小为7500 cm3(这要比PXI模块大13倍)。这些要求非常严格，但也促使了设计工程师的创新----采用最新的芯片技术，开发新的设计方法，在软件中完成通常需要分立式模拟和数字器件完成的测量功能。
举例来说，当NI设计工程师着手开发第一款NI PXI数字万用表时，他们对现有数字万用表当中使用的ADC进行了评估，包括Dual-slope, Charge-Balance-with-Ramp-Down, 和sigma-delta等各类ADC。没有一种现有的ADC实现方案能够满足PXI标准的要求，也不能达到产品在噪声，线性度，速度以及灵活性上的要求。因此设计工程师们开发了一种全新的解决方案，将现成可用的高速ADC技术与获得专利的sigma-delta ADC技术结合起来，参见图2。

图2 FlexDMM中获得专利的A/D转换器
在低速情况下，电路利用了sigma-delta转化器的优势。设计中的反馈DAC能够获得非常低的噪声和非常优秀的线性度。低通滤波器提供了噪声整型功能，在所有分辨率情况下都能够获得非常好的性能。由于超高精度的1.8 MS/s调制器能够提供非常高分辨率情况下的转换，因此我们不再需要斜降。在高速情况下，1.8 MS/s调制器与快速采样ADC相结合，能够提供连续采样的数字化功能。DSP则提供了实时的排序，校准，线性化，交流有效值计算，抽取等功能，并为直流功能提供加权噪声滤波。最终设计出的产品PXI-4071 FlexDMM成为了业内所有平台上精度最高的7 ½位数字万用表。
PXI－4071数字万用表只是众多PXI业内顶级产品之一。让我们看一下其他推动测量技术发展的PXI产品。