PXI Express技術(shù)詳解(完整版)

軟件定義的測量：RF與通信測試

按照虛擬儀器方式，PCI或快速PCI總線是作為從儀器到PC的數(shù)據(jù)總線?？梢越Y(jié)合定制算法或常見測量值（如上升時(shí)間或THD（總諧波失真）），對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。由于軟件定義的測量可以通過支持重新配置儀器以實(shí)現(xiàn)各種任務(wù)，所以非常有價(jià)值。

一個(gè)需要利用軟件定義測量的應(yīng)用領(lǐng)域便是RF與通信制造測試。由于現(xiàn)在的無線設(shè)備使用多個(gè)通信協(xié)議，如802.11g、GSM、GPS和藍(lán)牙等，導(dǎo)致無線設(shè)備的測試挑戰(zhàn)性和測試成本均急劇增加。以往，需要多個(gè)儀器以表征不同通信標(biāo)準(zhǔn)下的設(shè)備性能。然而使用多個(gè)獨(dú)立儀器的成本非常高。今天，這種執(zhí)行軟件定義的RF測量的能力可以支持RF儀器的復(fù)用，以兼容多種協(xié)議的測試。因而，同一臺儀器可以與多個(gè)不同特性的軟件協(xié)同使用。用于無線標(biāo)準(zhǔn)兼容測試的儀器復(fù)用的一個(gè)常見范例，便是手機(jī)制造，如下圖所示：

如圖所示，單個(gè)PXI向量信號分析儀捕獲對應(yīng)不同通信標(biāo)準(zhǔn)的不同頻率的RF信號。由于通信協(xié)議堆棧用軟件實(shí)現(xiàn)，同一臺儀器可以被復(fù)用于每一個(gè)通信標(biāo)準(zhǔn)。從而，軟件定義的測量方式縮減了測試成本與空間占用。

多儀器集成：混合信號ASIC特征

對于混合信號測試，PXI的另一個(gè)技術(shù)優(yōu)勢是它提供了在同一個(gè)系統(tǒng)中緊密集成多個(gè)儀器的能力。這一能力提供了儀器間的精確同步和模擬與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)間的相關(guān)，并減少了儀器占用空間。這種儀器系統(tǒng)的混合信號方式使得各種測試應(yīng)用獲益匪淺。多通道混合信號ASIC，如數(shù)模轉(zhuǎn)換器，便是一個(gè)范例。

現(xiàn)代專用集成電路（ASIC）需要滿足各種不同信號要求的混合信號輸入和輸出。按照傳統(tǒng)方法，這些設(shè)備的自動化測試需要多個(gè)工作臺儀器，這需要耗費(fèi)相當(dāng)大的成本和物理空間。今天，PXI儀器系統(tǒng)提供了一種在單個(gè)測試中可以集成多個(gè)儀器的單平臺解決方案。

例如，考慮表征一個(gè)4-通道、12-位、100 MHz數(shù)模轉(zhuǎn)換器所需的測試儀器。該ASIC需要超過48個(gè)同步數(shù)字I/O的通道、4個(gè)精確模擬輸入通道和一個(gè)可編程的DC電源。使用PXI儀器系統(tǒng)，在同一個(gè)系統(tǒng)中集成多個(gè)PXI儀器可以解決這一測試難題。如下圖所示，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)數(shù)字I/O模塊的同步，以提供48個(gè)滿足通道間時(shí)間偏移小于1 ns的通道。此外，一個(gè)PXI高速數(shù)字化儀可以提供100 MS/s的采樣率和14-位的精度。結(jié)合使用一個(gè)低插入損耗的RF開關(guān)之后，該測試系統(tǒng)僅需要一個(gè)數(shù)字化儀。最后，可以使用一個(gè)PXI可編程電源，以提供從0V到6V的、120?V精度的電壓。一個(gè)多通道DAC的參考架構(gòu)如下所示：

利用PXI模塊化儀器，可以利用單個(gè)測試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)混合信號測試平臺。測試一個(gè)4-通道DAC所需的系統(tǒng)如下所示：

以模塊化方式構(gòu)建的儀器系統(tǒng)可以被重新配置或擴(kuò)展以滿足未來的測試需求。此外，與LabVIEW編程環(huán)境的連接支持如THD、SFDR和SINAD等值的測量。在該系統(tǒng)中，通過觀察其在電源、電流等各種因素改變時(shí)的性能表現(xiàn)，被測設(shè)備的特性可以被全面地刻畫。