VTI常见问题解答

以下是“VTEXDsaExamplesLabVIEW.zip”中VTEXDsa的几个LabVIEW示例。这些vi应该放在“\instr.lib\VTI Instruments VTEXDsa\Examples”文件夹中,作为LabVIEW支持的新增内容,然后添加到“VTI Instruments VTEXDsa”项目的示例文件夹中。
五个VI构成了三个示例。两个VI是两个示例所使用的通用实用功能。它们是:
  • GetEnabledChannels.vi - 它主要用于获取系统中启用的通道数。它还会返回该列表。
  • ParseData.vi - 它将在我们的驱动程序返回时获取一个单维数据数组,然后根据记录计数、记录大小和与输入数据数组关联的通道数通过通道将其解析为一个二维扫描数组。
两个示例都使用了上述方法:
  • DataAcq2.vi - “DataAcq.vi”示例中添加了更多功能。它使用平台接口功能来获取系统信息,并解析通道数据,而不是将所有通道和记录作为一个大数组来获取。
  • StreamingExp.vi - 用于测试VTEXDsa v1.6.7的新内存流引擎和测试高通道数系统的高吞吐量。它允许在ReadMeasurement()和MemoryRead()数据检索方法之间轻松切换,以便比较。它将动态提取/绘制/带状记录给定范围的通道,并实施一些用于基准标记性能的其他工具。(例如,配置100个通道所需的时间、获取第一个数据记录所需的时间、获取数据与等待数据的繁忙程度等)。还支持同步多个机箱。
独立示例:
  • SelfCal.vi - 自我校准时指示状态,完成时输出报告。
VTEXDsaExamplesLabVIEW.zip
讨论在Linux OS下使用IVI instrument驱动程序的可行性。

由于需要对测试系统的稳定性和维护进行最终控制,许多用户故意避免将其软件设计为依赖于Windows操作系统。 他们选择的替代方案往往是Linux。 想要使用LXI仪器的用户都有这样一个问题:标配LXI硬件的IVI仪器驱动程序是否可以在Linux中运行。 要了解这一点,请参见下图:
 height=466
首先,需要注意的是,IVI合规性有两个级别。 IVI dash; COM和IVI-C。虽然LXI仪器只需要两个中的其中一个,但LXI仪器通常同时包含这两个。 部分原因是通常用于开发IVI驱动程序的行业工具将在核心处生成一个IVI-COM驱动程序,并自动将IVI-COM驱动程序与IVI-C驱动程序包装在一起,从而创建了两个驱动程序。 该模型最终给Linux用户带来了问题

COM通常是一种Microsoft技术,是一种严重依赖于Windows操作系统特有特性的架构。 因此,根据经验,IVI-COM驱动程序不适用于Linux操作系统。

如果我们回到上面的关系图,由于IVI-C驱动程序依赖于IVI-COM驱动程序,IVI-C将无法在Linux下运行。 从理论上讲,纯IVI-C驱动程序可以在Linux下运行,但有一点需要注意。 IVI-C仪器驱动程序需要某种VISA驱动程序才能运行。 虽然业界有一些基于Linux的VISA库,但它们的功能和支持都有限。 虽然这种方法可行,但它具有挑战性。

VTI Instruments致力于为其客户群提供开放的软件架构。 这意味着我们努力满足客户希望在他们所选的操作系统和ADE中进行开发的需求。 在设计第一个LXI仪器时考虑到了这个问题,我们试着寻找一种解决方案来提供易于集成到Linux操作系统中的IVI驱动程序和系统。

该解决方案涉及创建一个核心驱动程序,其中包含控制设备的所有功能。 这在上图中进行了说明。 更高级别的IVI-COM和IVI-C驱动程序只不过是真正的VTI Instrument核心驱动程序的包装器。 这种方法使我们能够向更喜欢Linux而不是Windows的客户交付核心驱动程序。 虽然他们没有获得符合IVI的驱动程序,但他们获得了一个具有相同功能的驱动程序,而且不会收到由IVI向Linux用户发出的任何警告。
在许多应用中,一个DAC的最大输出电压不足以满足特定测试的要求。在这些情况下,如果接线正确,可以将两个DAC一起使用以增加总输出电压。通过利用串联的一个或多个输出设备的两个或多个隔离DAC通道,可以增加系统中的指定输出电压。隔离的DAC输出可以在EX1200-3604/3608卡和VM3618上找到。 请务必检查产品规格中的最大输出(串联通道)或“隔离”,因为通过这种方式实现的输出电压有限制。 另外,确保输出通道经过隔离。 例如,VM3608/VM3616未经隔离,不能串联使用。

由于输出为单极性,我们将把电压引用到“返回”信号引脚。下面显示了如何将两个通道连接在一起以将输出范围从0-32V增加到0-64V的示例。
EMX-2500可用于其他制造商提供的PXI/PXIe机箱,但某些功能(如IEEE-1588)仅适用于VTI的PXIe机箱。
不可以,EMX-2500目前仅适用于我们的EMX卡。
控制硬件将执行与测量硬件相反的任务,解释来自计算机的数字字(命令)并输出适当的电信号(电压、电流、脉冲、波形)。这些信号可控制风扇、电机、阀门和加热器,或将电源和信号路由到外部设备。控制硬件可用于三种类型的控制:模拟输出、数字输出和切换。模拟输出 D/A转换器将执行与A/D转换器相反的功能。它解释来自计算机的命令并输出适当的直流电压或电流。在计算机告诉D/A转换器输出一个新值之前,输出将保持在此输出电平。来自D/A转换器的电压或电流可用于控制风扇的速度、阀门的位置或泵的流速。D/A转换器可用于需要精确控制外部设备的应用。一种特殊的D/A转换器为任意波形发生器。

该器件包含内存和时钟,可以以不同的速率输出一系列直流电压。内存用于存储这些电压值,而时钟决定了输出速率。当时钟速率足够快时,这些直流电压或波形会形成正弦波、方波或斜坡输出。
 class=img-responsive bsp;
VTI Instruments提供了各种LXI和VXI结构的模拟控制硬件。
控制硬件将执行与测量硬件相反的任务,解释来自计算机的数字字(命令)并输出适当的电信号(电压、电流、脉冲、波形)。这些信号可控制风扇、电机、阀门和加热器,或将电源和信号路由到外部设备。控制硬件可用于三种类型的控制:模拟输出、数字输出和切换。

数字输出卡解释来自计算机的命令,并在其每个通道(位)上输出高电压或低电压。它通常用于打开/关闭小功率灯或向机器发送数字字。脉冲输出卡是数字输出卡和任意波形发生器的组合。与波形发生器一样,它包含一个时钟。它以不同的速率输出一系列脉冲。脉冲输出卡最常见的用途是控制步进电机。这就是这种卡有时被称为步进电机控制器的原因。步进电机用于移动物体。这些电机的尺寸从微型到大型桥式起重机不等。脉冲数确定了行进的距离,而脉冲的频率则是通过这段距离的速度。通过对复杂的步进电机控制器进行编程,可以加速和减速电机。
 class=img-responsive
LXI规范要求在每个LXI设备的以太网接口上都实施交叉自动识别功能。 这对用户来说意味着他们不必担心他们使用的是“交叉”还是“直通”CAT-5电缆。 LXI设备的以太网接口将在内部自动解析这些详细信息。
简短的回答是,是的。

LXI标准使用以太网作为其通信协议。供应商可根据所需的数据传输速度自由实施10/100或千兆位以太网版本。LXI联盟对网络性能提出了向后兼容性的要求。 因此,基于10/100以太网的LXI仪器以及基于千兆以太网的LXI仪器都可以放在同一个网络上,并且可以毫无问题地运行。

有关其以太网版本的更多信息,请参阅特定LXI仪器的数据表。
CMX09的设计与PXI/PXIe标准兼容。如果卡符合所有PXI/PXIe规范,则不应存在任何兼容性问题。
使用EX1200-3048作为带有外部电压测量仪器的扫描仪,例如C#代码。

062714_AppNote_UsingTheEX1200_3048.pdf
EX1200_3048_scanning.rar
开始使用EX1200-DMM的Python脚本示例。

GettingStartedWithVTEXDmm.rar
EX1200开关和EX1200扫描仪应用程序的C#示例代码。

Supreme.rar
用于EX1200开关自检的Labview代码。

EX1200_开关_自检.rar
多个EX1629(三个)流式Labview示例代码

流式-示例-多个-三个.rar
在功能测试领域,测试时间往往是一个关键要素。在命令信号切换路径、激励设备和测量方面的延迟会对完成特定DUT的全功能测试所花费的总时间产生重大影响。

通过将VXI总线与VM2710 DMM和SMIP系列开关产品相结合,可以使用扫描列表来显著减少由主机PC控制开关闭合所引入的延迟。具体来说,用户可以使用需要由DMM测量的继电器或通道列表来预先加载SMIP开关。之后,硬件触发器将代替主机PC来控制事件的排序。过程如下:

  • DMM设置(来自PC的1个通讯事务)
  • 触发系统设置(来自PC的1个通讯事务)
  • 加载扫描列表(来自PC的1个通信事务)
  • 启动扫描(来自PC的1个通信事务)
从这里开始,HW将重复以下例程
  • 开关闭合。稳定后,触发器将被发送到DMM
  • DMM将进行测量。完成后,触发器将被发送到开关
  • 重复……
使用此方法节省的时间与需要测量的通道数直接相关。例如,如果总共需要测量500个通道,一个精心规划的例程可以将来自PC的504个通信事务转换为仅4个,从而大大缩短了测试完成所需的时间。

EX1200也是一个带信号切换的扫描DMM平台。该特定产品例证了如何进一步采用相同的概念来全面优化测试时间。除了能够在扫描列表中包含开关闭合之外,该平台还提供了一个可以将DMM和激励设置包含在扫描中的接口。对于需要DMM中多个测量功能的测试,这是一个很有用的功能。该过程如下:
  • 加载扫描列表(1个通信事务)
  • 启动扫描(1个通信事务)
从这里开始,HW将重复以下例程
  • 开关闭合。稳定后,触发器将被发送到DMM
  • DMM将进行测量。完成后,触发器将被发送到开关
  • 重复……
  • DMM将接收指示其更改测量功能的单独触发器。完成后,触发器将被发送到开关
  • 开关闭合。稳定后,触发器将被发送到DMM
  • DMM将进行测量。完成后,触发器将被发送到开关
  • 重复……

现在,可以在尽可能最有效的时间内并且几乎独立于主机PC完成由数千个通道和许多不同测量类型组成的测试。
对于数据采集系统,测量设备可以是扫描或并行架构。 并行架构在每个通道的基础上使用独立的模数转换器,而扫描架构则通常使用多路复用器将每个通道扫描到一个模数转换器中。

并行架构通常是首选,因为与扫描系统相比,它们具有更高的精度和更好的同步性。 但是,它们的成本也更高,因此只有用于那些需要更高精度的应用才划算

在多路复用数据采集系统中引入误差的现象通常被称为“通道出血”。 具体来说是当一个通道上的测量影响系统中后续通道的测量精度时的现象。 例如,在进行高电压测量之后立即在同一ADC上进行低电压测量。 在这种情况下,如果扫描速率太快,ADC可能无法在获取较小的电压读数之前耗散大电压。 这就导致了较小电压测量的不准确性。 另一种情况是当一个有效的温度通道后面是一个开路传感器(损坏的热电偶)时。 仪器的前端是高阻抗,只会缓慢漂移。 同样,如果扫描速率太快,则该测量看起来将非常接近正在进行的通道,并且即使实际上传感器发生故障,它也将显得有效。

有一些方法可以抑制这种现象的影响。 EX10XXA系列产品采用扫描架构进行温度和电压测量。 尽管该系统为扫描性质,但该设备因其在温度和电压测量方面的高精度而闻名。

除模拟和可编程数字滤波外,该产品还具有独立的通道到通道信号调节功能,可以很好地防止通道出血效应。 具体而言,每个通道上的独立增益级允许一些通道测量相对于相邻通道的大电压,而不会对测量数据产生负面影响。

此外,每个通道都可以独立地向传感器输送极少量的电流。 此电流对测量精度的影响可以忽略不计,但在传感器开路的情况下,电流会迅速驱动测量放大器进入饱和状态,从而产生一个可靠和指示性的过载条件。

用户获得了一个低成本解决方案,其在精度方面具有与并行架构相同的多个优势。
根据LXI标准,所有仪器供应商都必须实施嵌入式网页,以便用户配置LAN参数。此网页允许用户根据需要选择静态IP配置选项。下面是此类界面的一个示例,无论来自哪个供应商,设备之间应该看起来非常相似。
 class=img-responsive
通常,所有LXI仪器都有用于配置LAN的DHCP、自动IP和静态(也称为手动)选项。但是,如果启用了多个选项,LXI设备的LAN配置将按以上顺序进行。

注意:自动IP也称为自动专用IP寻址(APIPA)和动态配置链路本地寻址。
VTI为用户提供了在Linux中控制EX1000系列仪器的界面。请下载附件中的EX1000 Linux界面文件。

Linux-工具.zip
介绍: 介绍如何将LXI与旧硬件平台结合使用以创建自治测试系统。包括有关设备同步和触发的详细信息。

在许多情况下,用户完全迁移到基于LXI的测试平台并不现实。 由于预算限制和现有库存,用户通常希望将现有旧硬件与新LXI硬件结合起来使用。 此外,这些混合系统必须在设备同步和设备触发方面具有与它们所来自的自治系统相同的功能。 为实现此目的,桥接设备必须满足以下要求:
  • 能够与旧硬件平台进行通信
  • 必须符合LXI标准
  • 必须提供一组强大的工具,用于跨平台路由硬件触发器

以VXI平台为例,EX2500A是真正的LXI/VXI桥接器。 除了作为能够控制VXI设备的VXI零号插槽控制器外,该控制器还提供了所有必要的功能,使LXI设备能够与旧VXI硬件结合使用。

要理解这一点,就必须了解每个平台如何支持设备触发

VXI: 在VXI平台上,有8条可用于触发VXI背板上设备的TTL触发线

LXI(具有WTB和1588扩展):
具有可选IEEE-1588和有线触发总线(WTB)扩展的LXI设备提供了多种触发设备的方法。 以下是与此示例相关的内容:
  • 8个硬件触发输入
  • 8个基于LAN的触发输入

EX2500A配备了基于Web的GUI,可用于将触发器从一个平台路由到另一个平台。 例如,VXI触发线0可以很容易地直接路由到LXI触发线0:

VXI0->LXI0

在这种情况下,VXI总线上VXI0上发生的任何触发事件都将同时在LXI0和LXI总线上产生触发事件。此外,如果LXI平台上的设备在LXI0上产生触发,则在VXI0上的VXI背板上将同时产生触发。

如果用户希望将其LXI设备分配到远离VXI主机物理位置的地方,那么他们可能会选择使用其中一个基于LAN的触发线进行路由:

VXI0->LAN0

现在,在这种情况下,VXI0上发生的任何触发事件都将在LAN0上的以太网上同时发生

基于Web的GUI并不是配置触发器路由的唯一工具,EX2500A也可提供符合IVI Sync标准的仪器驱动程序。 简而言之,此API是一种以编程方式在两个平台上路由触发器的方法。 这样做的另一个好处是能够在任何给定的测试例程中实时更改触发配置

自动IP通常也称为自动专用IP寻址(APIPA)以及动态配置的链路本地寻址。

这是一种在169.254.X.Y范围内查找未使用IP地址的机制,其中X在1到254范围内,Y在0到255范围内。设备将首先尝试获取特定地址169.254.X.Y,其中X和Y是设备MAC地址的倒数第二个和最后一个八位字节(字节)。但是,如果X在MAC地址中为0,那么它将被设置为1;如果X在MAC地址中为255,那么它将被设置为254。这符合自动IP标准(RFC 3927)。如果此地址已被使用,则设备将尝试以伪随机方式获取其他IP地址,直到找到可用的IP地址为止。

为了说明自动IP机制,下表列出了某些示例MAC地址的自动IP默认地址。

通常,使用自动IP获得的地址不能保证在单个网段之外是唯一的地址。

如果此方法不成功,请参阅重置设备上LAN设置的知识库条目,并根据您的需要配置参数。
如果将CMX09与EMX-2500一起使用,则只需按下机箱LCD屏幕上的按钮,直至显示IP地址为止。请注意,接通机箱电源后,EMX-2500前面板上的LAN LED需要亮起绿色。

如果将CMX18与EMX-2500一起使用,请下载并使用Ametek LXI Discovery浏览器:http://www.sorensen.com/products/DLM600/downloads/LXI_Discovery_Browser_v1.0.0.9.zip
在某些情况下,可能需要重置LXI设备上的网络设置。 例如,如果一位同事使用了该设备,并使用静态IP地址对其进行了配置,但忘了该IP地址,那么在将其恢复到已知状态之前将无法访问该设备。LXI标准定义了LAN配置初始化(LCI)机制,该机制在激活后会将其网络设置置于默认状态。

VTI Instruments生产的所有LXI设备的默认状态是启用了DCHP服务的自动IP模式。 要使设备恢复到此状态,请执行以下操作:
  • 找到设备后面板上的嵌入式“重置”按钮
  • 关闭设备后,按下并按住“重置”按钮
  • 继续按住按钮,并打开设备电源
  • 等待1分钟,然后松开“重置”按钮
  • 等待1分钟,让设备重启
此时,所有默认网络设置都将生效。
无论使用哪种平台,自动测试设备的一个基本条件是能够独立地唯一标识和引用每个仪器。 对于旧平台,在VME中,必须为系统中的每个设备预先分配一部分地址空间。 使用VXI,用户必须为系统中的每个设备分配唯一的逻辑地址。 LXI也有相同的基本要求。 实现此目的的最佳做法是使用设备的IP地址来唯一标识网络上的每个仪器。
有关配置LXI设备的网络设置的更多详细信息,请参阅与以下内容相关的知识库条目
  • 自动IP
  • 静态IP
  • DHCP
  • LXI Instrument Discovery
根据经验,工厂级校准通常每年进行一次。 话虽如此,但还必须考虑手头的应用以及硬件规格所需的精度。 通常,自工厂校准以来的时间越长,仪器的精度就越偏离公布的公差。 在某些情况下,供应商会根据离上次工厂校准的时间漂移和温度漂移来确定其他误差。

为了消除由于工厂校准前后的热漂移引起的误差,一些仪器提供了自校准功能。 具体而言,这些仪器配备了一个已知精度的电压源,该电压源可以通过测量路径进行路由。 通过获取已知电压并将其与测量电压进行比较,可实现自动、轻微的调整。 这就为工厂校准前后的这段时间提供了准确和可靠的测量。

所有VTI Instrument的LXI数据采集设备(包括EX10xxA系列产品、EX1629应变测量设备和EMX系列产品)都有这种自校准功能。
VTEXPlatform v1.6.x的C++示例将桥接在“BridgeAllSegments.zip”中具有多个段的所有机箱段。

BridgeAllSegments.zip
1. 软件安装

主机PC要求
  • Windows 8/7/XP操作系统。
  • IE浏览器或谷歌浏览器或火狐浏览器。
所需的其他软件
  • LXI Discovery Tool。
  • Java运行时环境的最新版本。
LXI Discovery Tool和Java运行时环境都是免费软件。它们可以分别在http://www.lxistandard.org/Resources/LXIDiscoveryTool.aspx & https://www.java.com/en/download/上下载。

2. 安装仪器
连接仪器主机PC/LAN
  • 需要5e类/6类以太网电缆。
  • 如果连接到LAN,还需要10/100/1000交换机。
  • 将电源线连接到LXI仪器并打开设备电源。
  • 等待LAN LED变为绿色。设备现在能被发现了。


3. 发现仪器
打开LXI Discovery Tool软件
  • 打开LXI Discovery Tool并单击“搜索”选项卡。
  • 选择仪器,然后单击“打开网页”选项卡。
bsp;

4. 使用嵌入式网页
配置仪器
  • 设置网络和时间配置、定义密码、配置通道设置并通过以太网控制仪器。
访问软前面板
  • 如果可用,请单击命令菜单中的“软前面板”链接。
  • 使用交互式控件关闭继电器、连接端口、设置和/或更改值信息。
按照以下说明,您可以轻松控制C#中的任何EX1000系列仪器

1.请访问http://www.ivifoundation.org以下载最新版本的IVI共享组件包。
2.请访问http://www.vtiinstruments.com以下载最新版本的EX10xxA IVI COM驱动程序。
3.安装IVI共享组件包和EX10xxA IVI COM驱动程序。
4.打开Visual Studio并创建一个新的控制台应用程序项目。
5.右键单击“解决方案资源管理器”中的“引用”,然后单击“添加引用”。
6.将IVI VTEX10xxA类型库添加到项目中。

您现在可以开始编写代码来控制任何EX10xxA仪器了。 有关更多信息,请参阅EX10xxA IVI COM驱动程序文件夹中的VTEX10xxA.chm文件。 您也可以从此常见问题解答的附件中下载一个简单的示例程序。

EX10xxA_CSharp.zip
按照以下说明,您可以轻松控制VT.NET中的任何EX1000系列仪器
1.请访问http://www.ivifoundation.org以下载最新版本的IVI共享组件包。
2.请访问http://www.vtiinstruments.com以下载最新版本的EX10xxA IVI COM驱动程序。
3.安装IVI共享组件包和EX10xxA IVI COM驱动程序。
4.打开Visual Studio并创建一个新的控制台应用程序项目。
5.右键单击“解决方案资源管理器”中的项目,然后单击“添加引用”。
6.将IVI VTEX10xxA类型库添加到项目中。

您现在可以开始编写代码来控制任何EX10xxA仪器了。 有关更多信息,请参阅EX10xxA IVI COM驱动程序文件夹中的VTEX10xxA.chm文件。 您也可以从此常见问题解答的附件中下载一个简单的示例程序。

EX10xxA_VB.zip
以下是C++和CVI中用于在EX1200上执行硬重置的两个示例代码。

EX1200_Hardware_Reset_CPP.rar
EX1200_Hardware_Reset_CVI.rar
安装EX10xxA IVI COM驱动程序或即插即用驱动程序。
初始化仪器并调用“vtex10xxA_get_calibration_file”功能将校准文件下载到主机中。
安装附件中的软件应用程序并按照以下说明进行操作
1.打开软件
2.点击“浏览”
3.选择您要转换的EX10xxA校准XML格式文件
4.点击“处理”
5.选择保存CSV格式文件的位置

完成后,您可以打开CSV格式文件并查看校准详细信息。

EX1000CalibrationConverter.zip
有两种类型的A/D转换器 - 积分和非积分。

非积分A/D

非积分闪存转换器会将输入电压(Vin)与一组已知(参考)电压(比较器)进行比较。数字值(0或1)将根据结果进行分配。如果信号在数字化时出现任何噪声,则数字字将反映这种误差。由于精确参考电压的成本,闪存转换器往往很贵。

另一种非积分A/D(即逐次逼近型A/D)比闪存转换器便宜。它使用比较器,可产生参考电压,并将每个参考电压与输入信号进行比较。如果输入信号变化,则可能出现电压误差。

 class=img-responsive
积分A/D

积分A/D转换器在一段时间内对输入信号进行积分。在这段时间内,输入信号上的噪声被积分为零,留下实际的信号值。大多数噪声与电源线有关,在美国和加拿大以60赫兹存在,在欧洲和世界其他地区以50赫兹存在。

数字输入卡用于通过检测是否存在电压来确定外部设备是打开还是关闭。在DAC系统中,计算机可以询问数字卡以确定哪些通道包含高/低电压。数字输入只能报告ON/OFF状态,而不能报告每个通道(有时称为位)上的电压值。如果电压超过某个值,则认为该位为ON。数字卡通常有8、16或32个通道。它们可以监控许多设备。例如,可以将数字卡连接到一个简单的操作面板,以检测该面板上开关的位置。在其他情况下,可以将数字输入卡连接到以数字字(8位)的形式输出其状态的机器(如测功机)。

VTI Instruments不为其VXI仪器提供LabView驱动程序。 如果用户希望使用LabView,则必须使用LabView中的转换工具生成VI。不同版本的LabView将此工具放在不同的菜单标题下,但它们的工作方式都相同。要创建LabVeiw VI,请选择“转换CVI FP文件”或“导入CVI驱动程序”,然后按照提示进行操作。 所需的FP文件将位于特定仪器的驱动程序文件夹下的VXIPNP路径中(注意,您需要先安装驱动程序才能进行此转换)。该过程还会提示您输入DLL。DLL可以在BIN目录中的VXIPNP路径中找到。除了扩展名之外,它将与转换的驱动程序具有相同的文件名。
是的,所有IVI-COM和IVI-C驱动程序都需要“IVI共享组件”。IVI共享组件将自动随Agilent IO库套件一起安装,您也可以从www.ivifoundation.org/shared_components/Default.aspx上下载。
返回到计算机的数据可以被存储、显示或分析。在大多数情况下,数据被收集并存储在内存或磁盘上。当收集大量数据时,可以使用数据库软件。根据复杂程度,软件可能会在存储之前缩放和转换从测量硬件返回的数据。智能卡笼产品在仪器中执行这些功能,使计算机可自由进行分析和显示。

在内存密集型应用中,常用的一种策略是将收集的数据转换为二进制格式。 这使用户可以将浮点数可能传递的相同信息存储在较小的占用空间中

EXLab是由VTI Instruments提供的一种功能强大的数据采集软件包,允许用户连接和控制数据采集硬件、查看和记录数据测试集以及执行数据分析和导出。该软件包例证了数据存储中的一些常见做法。具体来说,用户在决定如何存储收集的测试数据时有多种选择。除了将数据存储在主机PC的本地硬盘上之外,对于更高数据吞吐量的应用,用户还可以利用基于VXI或PXI的吞吐量磁盘。 VT2216是一款基于VXI的硬盘,利用VXI背板上的本地总线将数据直接从VXI数据采集硬件流式传输到此嵌入式硬盘。EMX-2401是一款带有硬盘驱动器的PXIe嵌入式控制器,可通过PCIe背板将数据直接从PXIe数据采集硬件流式传输到嵌入式硬盘驱动器。
一个典型的自动切换系统由若干开关卡和交换机配置组合而成,可实现一些预期的效果。灵活性、模块化和其他要求在为特定应用选择正确的开关组件方面起着重要作用。由于尺寸、成本、多功能性和信号完整性可能差异很大,因此需要注意如何使用和组合这些构建块。交换机配置的主要类型是树、多路复用器和矩阵。

树配置只允许一次选择一个通道,而多路复用器允许同时选择所有通道。然而,由于未端接的短截线悬挂在所选择的信道上,多路复用器配置具有有限的带宽。树配置通常用于RF应用,而多路复用器则用于一般用途的切换。

矩阵是最灵活的开关拓扑类型,因为任何输入都可以与任何输出连接。然而,它也是最昂贵的,并且比其他配置对整体信号完整性的影响更大。

低频矩阵具有较大的未端接短截线,而为RF应用设计的矩阵没有未端接的短截线效应。虽然矩阵是为最完整的交换解决方案指定的最简单的拓扑,但最好将交换机解决方案拆分为由每个所述交换拓扑组成的较小构建块。这将大大改善整体解决方案的规模、成本和完整性问题。
 class=img-responsive bsp;


通常,振荡器的精度以百万分率表示。 这意味着一个给定的振荡器在每百万次振荡后最多会有这么多个刻度的误差。 以VXI平台为例,标准规范要求每个零号插槽控制器能够提供一个误差不超过100PPM的10MHz参考电压。 这意味着为了符合VXI规范,零号插槽控制器每秒必须提供1000万次振荡+/-1000个刻度。 任何更多的误差都被认为是不合规。

一些器件非常重视其参考振荡器的精度。 基于VXI的VM2164和基于LXI的EX1200-1538就是这样的例子。 这些仪器是精密计数器定时器,具有以下测量函数:
  • 周期
  • 脉冲宽度
  • 上升/下降时间
  • 突发/脉冲特性
  • 频率
在这种情况下,时间成为推导各种测量函数精度的关键参考点。正是出于这个原因,该器件具有多种提高时钟精度的选项,并允许您从外部引入时钟参考。 在确定计数器定时器测量所需的精度和最合适的硬件组时,这些为用户提供了适当的灵活性。
衰减器,也称为阻尼器,没有它们看起来那么复杂。虽然衰减器可以代表各种各样的东西,但当在RF或微波系统中提及时,它是一种宽带电阻器件,它将信号的振幅降低指定的量,通常以dB表示。衰减器最常用于50欧姆系统,因为除有线电视和视频行业外,绝大多数射频和微波系统都是50欧姆系统。衰减器的作用是保持它们所连接系统的阻抗。如果以50欧姆端接,则衰减器将提供50欧姆的输入阻抗。如果以不同于50欧姆的其他阻抗端接,则阻抗将偏离50欧姆,但将比原始终端更接近50欧姆。这实际上是衰减器的常见应用之一,它可改善失配,从而提高VSWR。

衰减器的一种常见形式看起来像PI网络,如下所示:
 height=119
电阻R1和R3对于标准衰减器来说是相同的。对于非常小的衰减值,R1和R3接近无穷大电阻,而R2接近0欧姆。对于非常大的衰减值,R1和R3接近50欧姆,而R2接近无穷大电阻。在非常小和非常大的衰减值之间是更实际的值,但在所有情况下,当以50欧姆端接时,它将在另一侧读取50欧姆。有非常简单的公式可用于推导这些电阻的值。

如果我们将衰减表示为输入与输出电压之比并称之为A,则有:A = Vout/Vin,衰减或损耗为:L(dB) = 20 X Log A

计算50欧姆系统中衰减器的R1、R2和R3:
R1 = 50(1+A)/(1-A) 和 R3 = R1
R2 = 50R1(1-A)/(A(50 + R1))
取一个公共值3dB;R1和R3为292.4欧姆,R2为17.6欧姆。如果在一端添加一个50欧姆的电阻并计算电压,则会得到电压下降0.7071,而衰减器的阻抗将为50欧姆。当平方时,0.7071的电压降会导致0.5的功率下降,相当于3dB。

上面所示的配置通常采用适用于低频板级设计的分立电阻实现,但它采用了适用于更高频率应用的芯片级电阻网络实现。微波频率衰减器通常以小型连接器组件的形式提供。

对于低频,可以很容易地计算出这些器件的50欧姆阻抗,但在较高的微波频率下,实际阻抗会受到物理结构和器件内部尺寸的影响。在微波频率下表征这些器件的最常用方法是使用VSWR,它可根据50欧姆传输线的反射功率指示端口与50欧姆匹配的程度。
射频和微波行业中的耦合器本质上是专用功率分配器,主要分为两大类:定向和混合。定向耦合器将射频功率分割成不相等的水平。定向耦合器通常具有插入损耗最小的主通路径和功率水平显著降低的耦合路径。典型的耦合电平为6、10、20或30 dB,这意味着耦合端口的振幅比主通路径信号低6dB、10dB、20dB或30dB。混合耦合器由于将输入信号分割成相等的振幅输出,是四端口3dB耦合器。混合耦合器采用90°和180°器件的形式,每种器件都适合一系列与施加到一个或多个端口的内部相移相关的独特应用。

定向耦合器采用如下所示的基本形式:
 class=img-responsive
“方向”一词来自于这些器件使用的耦合技术,其对于流入或流出给定端口的信号具有显著不同的耦合速率。进入输入端口的功率将以几乎相同的水平退出输出端口,同时还将耦合到耦合端口,但功率会按耦合比(6、10、20、30 dB等)降低。信号将沿指示的方向流动或传播。相反,在输出端口以相反方向输入的功率将主要耦合到内部50欧姆端接电阻,而较少地耦合到耦合端口。这与上图中指示的方向相反。耦合端口的功率与各方向信号的功率差异是耦合器的方向性。耦合水平主要由主线和耦合线之间的距离决定,会在设计过程中固定。
混合耦合器由于将输入信号分割成相等的振幅输出,是四端口3dB耦合器。混合耦合器采用90°和180°器件的形式,通常如下图所示,其中四个端口分别被标记为A到D:

相位指示-90º和180°表示通过这些路径的信号发生的相移。因此,施加到90º混合上端口A的信号将在端口C和D之间均匀分配,但出现在D输出端口的信号将有-90º的相位偏移。如果端口C和D正确端接,则端口B上不会出现信号,该端口被视为隔离端口。90度混合耦合器也称为正交混合器,因为C和D处的信号为正交信号,这意味着它们位于不同的象限中,间隔90°。180°混合耦合器以类似的原理工作,但由于相移的差异,可以用于不同的应用。本文开头提供的链接提供了大量的应用构思,并更深入地描述了这些设备的工作原理。
功率分配器和组合器在同一设备中指的是一个器件,只有少数例外。其名称根据用途而变化。为了方便起见,这里将使用“功率分配器”一词,这意味着将有一个输入和多个输出,而不是像功率组合器那样具有多个输入和一个输出。功率分配器是无源器件,可以为两个或多个输出端口将输入信号功率分割成相等的部分。通用功率分配器通常被认为是0°分配器,因为不会有预期的相移被施加到两个或更多个输出路径中的任何一个路径。除了一类称为电阻分配器的分配器外,大多数功率分配器都采用特定形式的无功元件或1/4波长变压器来实现功率分配。

与电阻分配器相比,非电阻分配器的工作带宽更小,它们的响应不会延伸到DC,因为它们包含各种频率敏感的元件。非电阻功率分配器的一大优势是它们可以提供接近理论功率分配损耗的性能,如下表所示。非电阻功率分配器的另一大优势是它们可以提供端口间的隔离。非电阻功率分配器的实际性能通常遵循下面列出的理论值,外加一个较小的插入损耗。这一外加的小插入损耗因设计风格、工作频率甚至制造商的不同而有所变化。

理论功率分配损耗

功率分配的数量 2 3 4 5 6 7 8
理论损耗 3.0 dB 4.8 dB 6.0 dB 7.0 dB 7.8 dB 8.5 dB 9.0 dB

非电阻功率分配器有两种非常常见的形式。在低于约500 MHz的低频下,分配器采用集总元件组件实现,如下图左侧所示。在频率高于500 MHz的情况下,功率分配器通常被配置为Wilkinson分配器,它类似于集总元件分配器,只是分立线圈被微带或带状线1/4波长变压器部分所取代。组件设计人员在设计Wilkinson式的分配器时有多种选择。



电阻功率分配器的频带可以做得很宽,其响应可一直保持到DC。它们是纯电阻网络,设计用于在端接50欧姆电阻时保持50欧姆阻抗。电阻式功率分配器有一些缺点;与任何一种无功分配器相比,它的损耗是其两倍,并且与无功分配器不同,它们不提供端口间的隔离。由于损耗是其两倍,因此电阻分配器的插入损耗总是比其对应的非电阻分配器高3 dB。例如,双向电阻功率分配器对每条路径的最小损耗为6 dB,而无功分配器为3 dB。



虽然可以使用一些较大的电阻分配器,但迄今为止最常见的类型是上面描述的双向分配器。除了平坦的响应之外,这些器件在整个工作范围内还具有固有的出色端口匹配。这些特性使其成为射频调平应用的理想选择
电压驻波比(VSWR)是衡量RF网络组件阻抗匹配程度的指标。当阻抗不匹配时,会丢失信号功率,从而导致传输弱、接收不良等。

当两个系统组件各自的阻抗匹配时,它们之间会发生最大功率传输。如果阻抗不相同,则会反射一些RF功率,从而导致传递到负载的功率减少。这些反射会引起电压驻波。

VSWR定义为驻波中最大电压与最小电压之比。阻抗失配越大,驻波的幅度就越大。

完美的阻抗匹配不会产生电压驻波,因此最大电压与最小电压之比为1(1:1)。

大多数RF系统的特性阻抗为50 Ω。发送器和接收器部分中的所有器件均设计为具有50 Ω的输入和输出阻抗。这包括用于互连设备的同轴电缆。这些器件包括多路复用器、带通滤波器、双工器、低噪声放大器、合路器、功率放大器等。

尽管VSWR的概念很容易理解,但直接测量却极其困难。因此,您需要测量其他参数,例如回波损耗,然后从中计算反射系数的大小,ρ(小写希腊字母Rho),然后用它来计算VSWR。

回波损耗是入射功率与由于不匹配而由负载反射回的功率之间的功率差(以dB表示)。它可以使用频谱分析仪或网络分析仪以及几个关键组件直接以dB为单位进行测量。它表示为:

回波损耗(RL)= -10log(P反射/P入射)

完美匹配将导致没有反射功率(因为它全部传递到负载),因此回波损耗将为无穷大。相反,开路会反射所有功率,因此回波损耗为零。处理回波损耗时,值越大,阻抗匹配就越好。

一旦已知回波损耗,就可以计算ρ:

根据定义,ρ = √(P反射/P入射)

但由于RL = -10log(P反射/P入射),我们可以通过这个表达式根据RL得到ρ。

-RL/10 = log(P反射/P入射)

然后两边同时取10的幂:

10-RL/10 = 10 (log(P反射/P入射)) = (P反射/P入射)

然后我们得到:(P反射/P入射) = 10-RL/10

现在我们取两边的平方根:

√(P反射/P入射) = √10-RL/10 = 10-RL/20

因此 ρ = 10-RL/20

然后,可以使用以下公式计算VSWR:

VSWR = (1+ ρ )/(1- ρ )

回波损耗可以使用定向耦合器以及某些电平测量装置(例如常见的频谱分析仪/跟踪发生器、功率计或网络分析仪)以多种不同的方式进行测量。定向耦合器首先设置一个短路或开路,以反射所有功率,以测量P反射/P入射。用相关负载代替短路可以测量实际反射功率。短路反射的功率与任何给定频率下负载反射的功率之间的差值(以dB为单位)为该频率的RL。接下来,可以计算ρ,然后可以计算VSWR。

您还可以使用时域反射计来测量反射系数,并应用该值来计算VSWR。

请记住,反射系数Γ(大写希腊字母Gamma)和反射系数的大小ρ(小写希腊字母Rho)相关但不相同。

ρ = | Γ |

Γ是一个具有实部和虚部的复数。Γ是负载复阻抗和传输线特征阻抗的函数。它由Γ=(Z1-Z0)/(Z1+Z0)给出,其中Z1是负载的复阻抗,Z0是传输线的特征阻抗。Z1不容易直接测量。

反射系数是一个电压比,必须平方才能用于功率计算。有时,用反射系数来考虑反射功率比用回波损耗来考虑反射功率更容易。反射功率等于入射功率乘以反射系数的平方。
以下是“VTEXDsaExamplesLabVIEW.zip”中VTEXDsa的几个LabVIEW示例。这些vi应该放在“\instr.lib\VTI Instruments VTEXDsa\Examples”文件夹中,作为LabVIEW支持的新增内容,然后添加到“VTI Instruments VTEXDsa”项目的示例文件夹中。

五个VI构成了三个示例。两个VI是两个示例所使用的通用实用功能。它们是:
  • GetEnabledChannels.vi - 它主要用于获取系统中启用的通道数。它还会返回该列表。
  • ParseData.vi - 它将在我们的驱动程序返回时获取一个单维数据数组,然后将其解析为一个二维扫描数组
  • 通道根据记录计数、记录大小和与输入数据数组关联的通道数。
两个示例都使用了上述方法:
  • DataAcq2.vi - “DataAcq.vi”示例中添加了更多功能。它使用平台接口功能来获取系统信息,并解析通道数据,而不是将所有通道和记录作为一个大数组来获取。
  • ParseData.vi - 它将在我们的驱动程序返回时获取一个单维数据数组,然后将其解析为一个二维扫描数组
  • StreamingExp.vi - 用于测试VTEXDsa v1.6.7的新内存流引擎和测试高通道数系统的高吞吐量。它允许在ReadMeasurement()和MemoryRead()数据检索方法之间轻松切换,以便比较。它将动态提取/绘制/带状记录给定范围的通道,并实施一些用于基准标记性能的其他工具。(例如,配置100个通道所需的时间、获取第一个数据记录所需的时间、获取数据与等待数据的繁忙程度等)。还支持同步多个机箱。
独立示例:
  • SelfCal.vi - 自我校准时指示状态,完成时输出报告。
VTEXDsaExamplesLabVIEW.zip
SPST继电器(单刀单掷)只打开或关闭信号路径。当断电时,该继电器通常为常开,继电器需要通电才能连接信号路径。常开继电器有时被称为A型继电器

常闭SPST继电器(即在不通电时其信号路径闭合的继电器)被称为B型继电器。

DPST继电器(双刀单掷)实质上是两个SPST继电器,但它们由同一线圈供电。

SPDT(单刀双掷)继电器具有一个常开和一个常闭路径,而DPDT(双刀双掷)继电器实质上是两个SPDT继电器,它们由同一线圈供电。SPDT继电器也称为C型继电器。

 class=img-responsive
定时报警是LXI仪器在未来特定时间安排和执行特定功能的能力。

带IEEE-1588扩展的LXI仪器由于使用其板载同步时钟而具有时间感。LXI规范的一部分旨在对仪器(用以太网作为主要接口)如何使用该技术来协调仪器进行规范管理,并在某些情况下优化测试时间

LXI定时报警的一个主要应用是能够协调仪器以在将来的预定时间执行任务。 一个具体的例子是让许多数据采集设备在同一时间触发它们的采集。

另一个可能的应用是希望从两个恰好相差180度的DAC输出两个相同的周期波形。 在已知波形频率的情况下,通过使用LXI定时报警调度每个DAC的输出,可以非常容易地实现这一点。

VTI Instruments的所有LXI产品均符合LXI标准,因此用户在使用VTI Instruments,Inc.开发的LXI设备时,可以获得上述技术的所有优势。
机电继电器使用电枢将两个电触点(即银上的金)连接在一起。该方法可提供一致的接触电阻。有许多不同类型的电枢控制机电继电器,如用于大功率的接触器、用于更好的通用切换的分叉触点、用于微波应用的同轴开关。

主要优点
  • 适用于一般切换应用
  • 良好的一致接触电阻
  • 有多个版本
  • 允许大功率切换
  • 允许RF/微波切换
主要缺点

  • 不适合低热、极低电压的切换。
使用机电继电器的产品示例:
EX1200-3048
EX1200-3072
EX1200-3096
VXI即插即用驱动程序未提供通用的编程接口,这意味着每次购买新仪器时都需要花费大量时间来学习每个单独的驱动程序。为了降低程序开发及其相关维护的成本,并简化互换性,1998年,一群最终用户、仪器供应商、软件供应商、系统供应商和系统集成商联合组建一个名为可互换虚拟仪器(IVI)基金会的联盟。IVI基金会为编程测试仪器定义了IVI规范。

使用IVI驱动程序的优点是:
一致性 dash; IVI驱动程序都遵循一个如何控制仪器的通用模型。当您需要使用新仪器时,这可以节省您的时间。
易于使用 dash; IVI驱动程序在流行的应用程序开发环境(ADE)中更加易于使用。API可提供快速、直观的功能访问。IVI驱动程序采用了自然集成在许多不同软件环境中的技术。
质量 dash; IVI驱动程序专注于常用命令、理想选项和严格测试,可确保驱动程序质量。
模拟 dash; 即使仪器不可用,IVI驱动程序也允许代码开发和测试。这减少了对稀缺硬件资源的需求并简化了测量应用的测试。本文档中的示例程序使用了这一优势。
范围检查 短跑; IVI驱动程序可确保您使用的参数在仪器的适当范围内。
状态缓存 dash; IVI驱动程序将跟踪仪器的状态,以便只在必要时才执行I/O,防止发送冗余配置命令。这可以显著提高测试系统的性能。
互换性 dash; IVI驱动程序支持通过最少的代码更改来更换仪器,从而减少了将测量设备集成到新系统或现有系统所需的时间和精力。IVI类规范提供了语法互换性,但可能不提供行为互换性。换句话说,程序可以在两个不同的仪器上运行,但由于仪器本身的工作方式不同,结果可能不同。

因此,IVI规范使驱动程序具有完整、可用和高标准的质量。

参考:IVI入门指南。
IVI基金会指定了两种类型的IVI驱动程序。
IVI-C
IVI-COM(组件对象模型)

IVI-C驱动程序针对ANSI C开发环境进行了优化;IVI-C驱动程序扩展了VXI即插即用驱动程序规范,它们的用法相似。IVI-COM驱动程序针对支持组件对象模型(COM)的环境进行了优化。IVI-COM驱动程序通过方法和属性可对仪器功能进行轻松访问。

在功能上,IVI-C和IVI-COM完全相同。所有IVI驱动程序都通过I/O库与仪器进行通信。我们的示例使用了虚拟仪器软件架构(VISA),这是一种广泛使用的标准库,用于从个人计算机与仪器进行通信。

我们与VTI仪器一起提供IVI-C和IVI-COM驱动程序,因此用户可以选择最适合其应用程序开发的驱动程序。
如果EX1200系统从连接中断恢复后被锁定,则用于与硬件通信的软件可能无法在接下来的几分钟内重新连接到硬件。为了使软件立即重新连接到硬件而无需等待,可以执行硬件重置。
附件中的文件是一个简单的程序,可以在任何EX1200系统上执行硬件重置。

EX1200_硬件_重置_CPP.zip
介绍: 这里的解释包括VXI硬件正面的前面板LED用来指示什么的图片

通常,任何VXI仪器的正面都有两个LED
  • ACC/ERR LED
  • 故障LED
 height=577
它们用于向用户直观地传达以下信息:

ACC/ERR dash; 在正常使用时,此LED将保持关闭状态。当仪器出现软件错误时,此LED将长亮红色。在从设备的错误缓冲区中清除所有软件错误之前,它将一直亮起红色。

故障 dash; 当卡从硬件的角度来看正在按预期的方式工作时,此指示灯将保持绿色。如果发生硬件故障,此指示灯将变为红色并保持红色。在刚通电时,此LED将亮起红色,在所有系统自检完成后,它将立即变为绿色。此时,卡就可以正常使用了。
介绍: 损坏的传感器可能对测试结果产生一些负面影响,这里简短地讨论了如何监测甚至防止错误结果。

在许多应用中,实时了解任何给定测量传感器的运行状况非常重要。这有几个原因。最直接的一个原因是,如果一个损坏的传感器指示出现了故障情况,则需要采取某些行动。

损坏的传感器也会对周围信道上的数据准确性产生负面影响。我们以一种多通道扫描架构为例,其中多个通道只使用一个A/D。在使用高采样率的情况下,当从开路状态快速扫描到低电压测量时,可能会得到不可靠的数据。

在EX10xxA产品系列上实施的技术例证了在进行热电偶测量时解决该问题的一种方法。这些设备具有实时开路传感器检测功能。具体地说,在数据采集期间,每个通道都有一个小的电流偏置,可用于监测热电偶的运行状况。信息会被实时返回,并通过三种不同的方式加以利用
  • 该设备有一个前面板LED,它在每个通道的基础上亮红色
  • 仪器驱动程序API提供了一个以编程方式监控它的接口
  • 发生OTD情况时,可以自动生成HW触发
这些工具共同使测试工程师能够在发生故障时立即采取适当的措施。
介绍: 概述了长引线可能对测量精度产生的影响以及减少引线长度的一些策略和完全消除引线影响的方法。

长引线最终会在测量中引入路径电阻。 更多的引线会引入更多的电阻,从而在测量结果中出现更多的误差。 此外,引线有可能成为在周围测试环境中接收噪声的大型天线。

LXI(仪器的LAN扩展)设备介绍了该问题的解决方案。 VTI Instruments LXI设备通过IEEE 1588技术能够实现远距离同步。具体而言,该技术允许仪器在以太网上同步时间。这使用户能够在DUT周围分配测试仪器,减少引线长度,并最终提高测量精度,从而使用户受益。除此之外,用户还可以节省成本。较少的引线意味着较少的材料以及较低的测试运行总成本。

解决该问题的另一种方法是设计能够调节引线电阻影响的器件。EX1629应变测量设备为其48个通道中的每个通道都配备了2个A/D。一个A/D用于测量,另一个可配置为监测引线上的电流。与传感器电压测量相结合的电流可用于实时计算电阻。然后,设备会自动调整测量值以补偿引线电阻。
与数字输入卡一样,计数器卡可用于检测是否存在电压。计数器用于计算来自外部设备的电子脉冲数(总数)、脉冲持续时间(脉冲宽度)或脉冲速率(频率)。计数器可能带有端子块,或者,如果它们测量的频率高于1 MHz,则可能带有BNC连接器。累计是生产应用中的一个常用功能,用于检测正在测试或生产的物品数量。如果物品破坏了光学传感器的光束,其输出电压会发生变化,并且计数器会将该事件记录为另一个计数。

频率测量是一种在流量和RPM传感器上进行的常见测量。这些传感器将输出一系列与运动速度成正比的脉冲。计数器将记录每单位时间(门)的脉冲数(计数)。频率可通过计数除以门时间得到。

如果频率非常低,则使用倒数计数器进行周期测量。在周期测量中,计数器将记录从一个脉冲到下一个脉冲的时间量。频率可以通过取周期的倒数来获得。

脉冲宽度测量用于确定脉冲保持在高(或低)电压水平的时间长度。一个实际应用是使用传感器然后测量物体通过该传感器所花费的时间量。该测量可用于确定一个已知物体的速度,或者如果速度已知,则可用于确定一个尺寸未知的物体的长度。时间间隔测量可以由更复杂的计数器进行。这些测量值是脉冲的一个边缘与另一个边缘之间的时间。如果两个边缘相同,则时间间隔即为周期。如果一个边缘上升而另一个边缘下降,则时间间隔等于脉冲宽度。

门控累计是一种使用两个计数器通道的特殊情况。只有当B通道有高电压或低电压时,才会在A通道上进行计数。否则,进入A通道的脉冲将被忽略。

VM2164(一种基于VXI的计数器/定时器设备)和EX1200-1538(一种基于LXI的计数器/定时器设备)能够执行所有这些功能。
具有同步时钟的LXI仪器(具有IEEE-1588扩展功能)共享一个时间概念。LAN事件是LXI仪器实时并独立于主机PC详细地传达预定义事件发生的能力。

LXI规范的一部分旨在规范管理仪器如何通过以太网传输数据包,以便在设备之间传递系统级测试的实时状态。

在传统测试平台中,设备到设备的通信仅限于电子硬件触发器。 使用以太网作为测量标准为拓展这一概念打开了大门。 它不仅可以通知设备事件的发生,而且还可以发送关于该事件的具体细节。 此外,IVI Sync仪器驱动程序类中包含的API提供了用于解释此信息的编程接口,以便应用程序SW可以根据LAN事件的内容适当地执行操作。 VTI Instruments提供的所有LXI产品均完全符合要求。
舌簧继电器可以进一步分为干簧继电器和水银湿簧继电器。 下图显示了一个典型舌簧继电器的一般结构。
 class=img-responsive

干簧继电器
触点由铁磁材料(簧片)制成。这些触点封装在玻璃中。激励线圈缠绕在玻璃上,EMF将两个簧片连在一起,从而闭合触点。

主要优点
  • 密封,减少氧化积聚
  • 高隔离度(约 1014Ω)
主要缺点
  • EMF会影响相邻的继电器 dash; 需要屏蔽高密度应用中的继电器。
  • 接触电阻不一致。

水银湿簧继电器
在结构和操作上与干簧继电器类似,只是在玻璃管内添加了少量汞,以提供更一致的接触电阻。

主要优点
  • 比干簧有更大的功率容量
  • 一致和低接触电阻
主要缺点
  • 位置敏感
  • 汞是一种敏感的物质
  • 继电器昂贵
开关设计用于分配信号。但是,这样做也会在一定程度上扭曲信号。这种失真应该在开关规范中明确定义和量化。 这些信息将允许用户根据其应用需求准确选择合适的开关。

高频信号有时可以通过开放式继电器耦合。开关能够抑制这种不希望出现的现象的量称为隔离,它以dB为单位,表示耦合信号的大小。 这个数字越大,隔离效果就越好。

 height=68 bsp;
隔离通常在继电器打开的情况下从最坏情况通道的输入到输出进行表示。隔离规范很重要,因为它确定了当通道打开时从该通道的输入引入到通道输出的噪声量。
在许多使用A/D转换器的应用中,不需要的杂散带外信号会产生混叠问题。如果这些信号过滤不当,会严重影响数据采集系统的性能。

如果以小于奈奎斯特频率两倍的采样率对信号进行采样,则采样数据中会出现假的低频分量。这种现象称为混叠。因此,如果信号采样频率不够高,信息就会不可挽回地丢失。
如果每个周期对信号采样一次,则会产生具有任意振幅的DC信号。

 class=img-responsive

如果每个周期恰好采样两次,则会产生三角波(假设ADC在零交叉处恰好未采样)。该三角波的频率与原始输入信号的频率相同。



如果5 MHz正弦波由6 MS/s ADC数字化,则虚线表示ADC记录的混叠信号。5 MHz频率在通带中混叠,错误地显示为1 MHz正弦波。



混叠频率是输入信号的频率与采样率的最接近整数倍之差的绝对值。

混叠频率= ABS 采样频率的最接近整数倍 dash; 输入频率
(其中ABS = 绝对值)

实际信号通常包含高于奈奎斯特频率的频率分量。这些频率分量可能是噪声、谐波等。这些频率被错误地混叠并添加到精确采样的信号分量中,从而产生失真的采样数据。

由于理论上不可能在数字化后消除混叠误差,因此通常在ADC阶段之前使用模拟低通滤波器来滤除任何不需要的信号频率。此滤波器称为抗混叠滤波器。但是,必须根据ADC采样率设置此滤波器的截止频率。高级数据采集板将自动将此截止频率调整为所选采样速度的奈奎斯特频率。在使用采样数据执行精确测量的系统中,必须将采样率设置得足够高(约为信号中最高频率分量的5到10倍)。这种过采样还将补偿抗混叠低通滤波器的实际滚降特性。

VTI Instruments设计的所有数据采集产品均具有出色的抗混叠性能。 这具体体现在器件的前端配置有模拟三线滤波器以及固件内置灵活的可编程数字滤波器。 EX1629、EX10XXA、EMX-xxxx和VT1432B系列产品可在数据采集应用中提供该级别的性能,详情请参阅其产品页面。
A/D转换器是DAC系统中的一个关键元件,用于将来自传感器的直流电压转换为数字字(数据)。电压可表示温度、压力、流量、pH值或速度;在将电压传送到计算机等智能设备之前,必须先将其转换为数字字。

电压表执行与A/D转换器相同的任务。万用表是电压表和A/D转换器的超集。除了测量直流电压外,万用表还可以测量交流电压、电阻,有时还可以测量电流。A/D转换器以位为单位。

位数定义了分辨率,即A/D转换器可以区分的最小电压变化。如果A/D转换器是8位,那么它可以区分多达28或256个部分。如果A/D的范围为(0 - 10)V,那么它可以检测到10/256 = 0.0391 V的步长变化。电压表通常用数字表示。

 class=img-responsive
共模噪声是两条信号线上的电气干扰,导致两条线相对于地的电位发生了变化。当测量仪器和被测设备之间的地电位不同时,通常会产生共模噪声。接地差异会导致接地回路,从而产生流经地面和低引线的电流。一旦该电流出现在低引线中,就会产生电压,因为引线有一定的电阻。引线越长,引线电阻越大,电压误差就越大。

提示:要降低共模噪声,请使用防护电压表。将防护装置连接到被测设备的低端。这可使任何接地回路电流远离高、低测量线。

 class=img-responsive
开关设计用于分配信号。但是,这样做也会在一定程度上扭曲信号。这种失真应该在开关规范中明确定义和量化。 这些信息将允许用户根据其应用需求准确选择合适的开关。

串扰用于表示开关卡上相邻通道之间的保持电容,用dB表示。 这个数字越大越好。 串扰规范很重要,因为它确定了对从相邻通道切换来的信号所产生的噪声量。

 class=img-responsive
DHCP dash; 动态主机配置协议是许多行业中用于管理复杂网络上的IP地址的通用网络协议。 简而言之,它是一种使用查找表将一块网络硬件的MAC地址映射到唯一IP地址的方法。 该表通常存储在DHCP服务器上并在该服务器上进行管理。 网络管理员通常将此协议与标准IT工具集结合使用,以管理和组织其组织内的所有联网硬件。

对于LXI,DHCP是LXI仪器在插入到具有DHCP服务器的网络时必须响应的协议之一。 这对LXI用户的主要好处是,当他们的仪器在公司网络上使用时,这些仪器将自动与其他办公硬件一起工作。 此外,由于IP地址由设备的永久MAC地址决定,因此仪器通常会收到相同的IP地址。
有时,测量设备上的数字电路会影响设备的模拟前端。数字电路以电压的形式传递信息,在高速下从高电压切换到低电压。此活动会产生高频噪声,而该噪声很容易传输到非常靠近的模拟信号中。

提示:切勿让敏感信号通过像计算机那样的数字电路。(插入PC的卡可能容易受到计算机中存在的数字噪声的影响)。

磁场的变化会使电流在穿过该磁场的导体中流动。相反,在导线中流动的电流有一个与之相关联的磁场。因此,一根有电流流过的导线会引起电流在另一根导线中流动(电感耦合)

提示:尽可能使信号线远离噪声源(即承载大电流的其他导线)。

提示:要消除干扰电流,请扭转导线对,使一个回路中的感应电流抵消相邻回路中的感应电流。这是一种简单、免费的降低电磁噪声的方法。

 class=img-responsive
由于电场的作用,一根导线上的电压可能电容耦合到相邻的平行导线上。来自电源线的信号是最常见的噪声源。

提示:尽可能使信号线远离噪声源(即承载大电压的其他非屏蔽线)。

提示:使用屏蔽线减少电容耦合的影响。电压将耦合到屏蔽层而不是受保护的电线上。

提示:将屏蔽层的一端接地,以防止屏蔽层上的电压电容耦合到受保护的电线上。永远不要将屏蔽层的两端接地!

提示:为了获得最佳的温度测量,请使用屏蔽热电偶和防护电压表。将屏蔽层连接到热电偶接点和防护装置上。不要将防护装置接地。

 class=img-responsive

提示:如果不使用三线(屏蔽)热电偶,请将防护装置连接到低端。不连接防护装置将无法利用其降噪能力。
介绍: 定义了自校准,然后讨论了测量完整性的好处。

准确的测试和测量应用是确保我们所依赖产品和系统可靠和安全的关键组成部分。糟糕的测量质量可能造成严重损失,例如拖延进度、损失大量金钱和危及人类安全。测试工程师需要能够信任他们的仪器及其数据完整性,这一点至关重要。

传统上,通过使用可追溯验证标准进行年度仪器校准,可以实现测量完整性或可靠性。

但需要考虑的一个风险是,上述的年度校准在任何特定的测量之前是否仍然有效。 在某些情况下,模拟电路中特定组件的大量热漂移或退化可能损害测量的完整性。

通过常规自校准确保数据的可靠性
当ATE仪器采用板载精密电压基准设计时,无论上次出厂校准的时间或环境温度如何,它都可保证测量的可靠性和准确性。 在开始任何测量之前,用户可以启动自校准序列,将精密源通过仪器的输入信号路径路由回来。此过程会对信号路径进行微小的增益和偏移调整。每当设备周围的热环境发生变化时,就可以执行该过程来减轻热漂移的影响。

下表量化了仪器内置常规自校准程序的好处。这些数据来自于示例系统——EX1048A仪器,该仪器针对E型热电偶测量进行了配置,并被连接到精密热电偶模拟器。
第一个表显示了仪器的源值和五个读数。

EX1048A自校准前的精度分析
精密源 -100° C 0° C 100° C 300° C 500° C 700° C 900° C
EX1048A测量1 -100.60° C -0.50° C 99.58° C 299.62° C 499.41° C 699.33° C 899.25° C
EX1048A测量2 -100.61° C -0.51° C 99.59° C 299.63° C 499.40° C 699.34° C 899.26° C
EX1048A 测量3 -100.62° C -0.52° C 99.57° C 299.59° C 499.42° C 699.35° C 899.25° C
EX1048A 测量4 -100.61° C -0.50° C 99.58° C 299.60° C 499.41° C 699.33° C 899.24° C
EX1048A 测量5 -100.60° C -0.51° C 99.58° C 299.61° C 499.41° C 699.34° C 899.24° C

如果将第一个表与下表进行比较,则可以看到,仪器在进行自校准后有相同的读数,精度提高了约0.05%,这表明数据质量在自校准后得到了明显的改善。校准从仪器的正面进行,不需要连接任何其他硬件。只需按下按钮并启动自动例程即可确保测量质量。

EX1048A自校准前的精度分析
精密源 -100° C 0° C 100° C 300° C 500° C 700° C 900° C
EX1048A测量1 -100.60° C -0.50° C 99.58° C 299.62° C 499.41° C 699.33° C 899.25° C
EX1048A测量2 -100.61° C -0.51° C 99.59° C 299.63° C 499.40° C 699.34° C 899.26° C
EX1048A 测量3 -100.62° C -0.52° C 99.57° C 299.59° C 499.42° C 699.35° C 899.25° C
EX1048A 测量4 -100.61° C -0.50° C 99.58° C 299.60° C 499.41° C 699.33° C 899.24° C
EX1048A 测量5 -100.60° C -0.51° C 99.58° C 299.61° C 499.41° C 699.34° C 899.24° C
IEEE 1588,也称为精确时间协议,是一个通过网络同步时钟的全球标准。

LXI规范的一部分旨在规范管理仪器(用以太网作为主要接口)如何使用此技术通过网络进行同步。 以下内容简单地概述了这个过程:
  • 通电时,所有LXI设备都会开始相互通信
  • 它们共同确定哪个器件具有最准确、最精确的时钟源
  • 该器件将在时间上被视为系统的主器件。
  • 主器件会定期将其时间概念强加于所有从器件并纠正误差。
使用这种技术,网络上的分布式仪器可以与传统背板架构(如VXI和PXIe)中的类似精度同步。 LXI合规性的实际作用是通过以太网分配背板。 这样可以在不受物理刚性背板约束的情况下实现相同的性能。 现在,同步后的仪器几乎可以彼此相对地放置在任何地方。
与传统的测试和测量平台不同,LXI提供了分配仪器的功能。 当仪器通过网络分配时,则不清楚哪些或有多少台计算机连接到网络和正在试图访问相同的LXI硬件。 因此,仪器锁定是一个有用的功能。

如果要使用锁定功能,则需要为用户提供锁定仪器、解锁仪器和解除锁定的功能。 仪器锁定后,只能由锁定它的客户端解锁。 用户还可以解除由另一客户端创建的锁。 但是,在执行解锁之前,他们会被明确警告他们正在解除另一客户端的锁。

锁定功能可以通过两个不同的界面执行。 用户可以使用嵌入式Web界面和标准Web浏览器对LXI设备进行锁定/解锁,也可以通过IVI仪器驱动程序中提供的API访问锁定功能。
可互换虚拟仪器标准(IVI)是一种相对较新的规范,引入它的目的主要是为了将应用程序代码与系统内的特定仪器隔离开来。IVI驱动程序根据仪器功能(例如IviScope)被划分为不同的类,并基于VXI即插即用规范构建,可提供提高系统性能的功能(如状态缓存)。IVI驱动程序旨在允许ATE开发人员将一个供应商的仪器更换为同一类中另一个供应商的仪器,而无需对应用程序代码进行任何修改。

仪器类考虑了该类中最常见的特性和功能。例如,除了其他常见的作用域函数外,IviScope类还定义了通道数、可能的触发源和样本记录长度。数字转换器也可能属于这类定义的范畴。需要注意的是,IVI驱动程序可以配备已针对特定开发环境进行优化的C或COM应用程序接口,供应商可自行决定是支持其中一个接口还是两个接口。

LXI标准的一部分是,所有符合LXI标准的设备都有IVI驱动程序。 虽然驱动程序不一定要符合仪器类,但它必须提供IVI的通用核心功能。 例如,符合LXI标准的DMM不必提供符合IviDMM标准的IVI驱动程序,但它必须提供符合基本IVI要求的驱动程序,而不管仪器类如何。

在撰写本文时,仪器类的定义仍在不断发展。已经定义了一些最常见的类。有关IVI的最新信息,请参阅我们的行业规范网页。
LXI概述
功能测试和数据采集社区在建立从通信接口到仪器背板等许多行业标准方面发挥了重要作用。不断增长的带宽和更高的数据传输速率需求推动了最新的行业创新,从而诞生了仪器的LAN扩展(LXI)。

LXI是一个功能强大的测试仪器平台,由世界领先的仪器公司提供支持。LXI联盟由VTI Instruments公司(前身为VXI Technology公司)和安捷伦科技公司于2004年秋季成立。此后,LXI联盟的成员已经发展壮大到来自全球的40多家领先的测试和测量公司。

LXI特点
LXI结合了VXI总线和IEEE-1588器件固有的同步和触发功能,以及以太网和GPIB技术的优势。该标准定义了一个用于中小通道密度和分布式模块化仪器的平台,这些仪器使用低成本、开放标准的LAN(以太网)作为系统主干。开发LXI是为了提供模块化仪器的尺寸和集成优势,而不受卡笼架构的成本限制。该标准不断发展,利用了当前和未来的LAN功能,远远超过了传统的T&M连接功能。

将LXI与其他架构区分开来的关键属性是:
  • LAN的速度快、简单、覆盖全球、实施成本低和向后兼容。
  • 通过内置于合规仪器中的直观Web界面,可快速、轻松地进行配置。
  • 通过IVI驱动程序简化了编程并实现了更大的软件重用率。
  • 能够创建包括LXI、GPIB、VXI和现行PXIe在内的混合系统。
  • 通过基于硬件和LAN的触发模式增强了系统性能和事件处理能力。
  • 可通过IEEE-1588精确时间协议同步本地和远程仪器。

LXI标准规范可以从官方网站http://www.lxistandard.org上下载
最大承载电流是关闭触点后或打开触点之前可以安全通过的电流量。 该规格与开关电压和电流容差不同,仅在继电器关闭和稳定时才有效。
通常,对于基于VXI的硬件,存在两种用于与硬件通信的行业标准。 基于消息和基于寄存器的输入和输出。

基于消息的I/O使用基于文本的命令与硬件进行通信。 VM3640A是一个基于VXI的函数发生器,它使用基于消息的I/O作为通信协议。 例如,为了命令设备输出正弦波形,可使用以下命令:

FUNCTION:OUTVXIPUT:SHAPE SINE
FUNCTION:OUTPUT:STATE ON

一般来说,基于消息的I/O具有易于使用的优点。 具体而言,基于文本的命令函数易懂且直观。 然而,它的成本太高。 在发送基于文本的命令时存在大量与延迟相关的开销。 每个字符都可以被视为一个事务。 在上面的示例中,输出波形这样简单的操作需要在PC和VXI硬件之间进行50次通信事务。 因此,基于消息的架构应仅用于不需要大量仪器通信和数据吞吐量的设备。 这些类型的设备应使用基于寄存器的I/O。

VISA在业界被用作标准软件接口,用于向VXI仪器发送基于寄存器和基于消息的命令。
正常模式噪声可能由进入信号的共模、静电或电磁噪声引起。在大多数情况下,噪声与交流电源线有关。如果是这样,它看起来是一个添加到我们想要测量的直流电压上的50 Hz或60 Hz正弦波。

滤波器可用于降低50 Hz或60 Hz噪声,但滤波器的慢响应会降低测量速度。滤波器自身也会引入一些误差。

提示:消除电源线噪声的最佳方法是使用积分电压表。噪声信号将以最小的速度损失被整合出来。
通常,振荡器的精度以百万分率表示。 这意味着一个给定的振荡器在每百万次振荡或“刻度”后将偏差这么多部分。 以VXI平台为例,它要求每个零号插槽控制器能够提供一个误差不超过100PPM的10MHz参考电压。 这意味着为了符合VXI规范,零号插槽控制器每秒必须提供1000万次振荡+/-1000个刻度。 任何更多的误差都被认为是不合规。

OCXO是一种用于提供卓越时钟精密度和精度的晶体。 具体而言,恒温晶体振荡器可保证在0.1PPM下工作。 简单来说,它通过调节晶体周围的环境温度并使其保持在一个恒定和已知的水平来工作。 温度是影响时钟精度的一个关键参数。

对于那些需要卓越时钟性能的应用,VTI Instruments可提供OCXO选件。VM2164是一款基于VXI的计数器定时器设备,可以升级到板载OCXO振荡器。EX2500A是一款零号插槽VXI控制器,通常可提供标准的VXI 10MHz基准电压,误差为50PPM,但也可选配恒温晶体振荡器,以获得误差为10PPM的10MHz频率。

IVI(可互换虚拟仪器)仪器驱动程序是所有LXI产品的标准配置。 IVI基金会是一个开放的联盟,成立的初衷是为了推广编程测试仪器的规范、简化互换性、提供更好的性能并降低程序开发和维护的成本。IVI驱动程序规范还包括特定类仪器的规范。

IVI驱动程序规范的一个特殊类是IviSwtch。这些驱动程序旨在规范管理供应商如何设计、开发和打包用于控制信号切换的驱动程序。 对用户的一些好处包括:
  • 一种用于引用和控制信号路径的常用方法
  • 内置安全功能,包括路径阻塞
  • 独立于硬件的每个开关状态的实时情报
  • 路径级切换

路径级编程
路径级编程为用户节省了应用程序开发的时间和金钱。 为了举例说明路径级编程,请参考下面的图片,其中连接了2个矩阵来创建一个矩阵

 class=img-responsive

在此示例中,用户只需使用连接()或断开连接()API来控制“IN 1”和“Out 1”之间的路径。 IviSwtch驱动程序负责管理所有必要的算法,以便对需要关闭哪些特定继电器进行智能化处理。 此外,驱动程序还负责与硬件进行通信。 在大型交换系统中,这减轻了用户在软件中管理它的负担。

VTI Instruments提供的所有VXI、LXI和PXIe开关解决方案均完全符合IVISwitch规范。
在信号切换解决方案中,该规范量化了特定开关卡从端到端的最坏情况路径电阻。具体来说,该电阻包括由前面板连接器引入的接触电阻、由PCB引入的走线电阻以及由继电器本身引入的接触电阻。
对等通信是两个联网设备之间的通信,独立于任何主机PC或控制器

LXI规范的一部分旨在规范管理仪器(用以太网作为主要接口)如何使用该技术在特定情况下消除对主机控制器的需求来提高测试效率。

EX10XXA系列产品举例说明了如何利用这项技术的优势。 该产品旨在简化工厂校准的过程。 实现这一目的的手段主要是通过对等通信

在后面板上,该设备配备了一个仅用于校准过程的香蕉插座。 通过将EX10XXA连接到具有标准DMM(例如安捷伦34410)的网络并将DMM输入连接到校准香蕉插座,用户就可以通过标准Web浏览器启动校准过程。 此时,EX10XXA将利用对等通信与DMM进行通信,并测量其所有内部参考电压。 从开始到结束的整个过程都是交钥匙过程,除了启动之外,不需要主机PC的交互。 这两个设备利用了网络和对等通信来相互通信。
通常,对于基于VXI的硬件,存在两种用于与硬件通信的行业标准。 基于消息和基于寄存器的输入和输出。 仪器可以使用一种或两种协议。

基于寄存器的I/O使用直接寄存器访问来执行写入和读取,从而实现与硬件的通信。 SMIP平台是VTI Instrument基于VXI的交换产品系列,它使用基于寄存器的I/O来控制交换机的状态。 用简单的话来说,用户可以直接写入VXI地址空间中的寄存器,并通过一次事务来控制大量的继电器。 例如,写入或读取一个16位寄存器可通过一次硬件通信完成命令或查询16个独立继电器的状态。

通常,基于寄存器的I/O的优点是由于通信事务的显著减少而缩短了测试时间。 具体而言,可以使用单硬件事务来执行大量功能。 然而,这种效率的提高在软件开发和彻底理解特定仪器的寄存器结构和操作所花费的时间方面给用户带来了负担。 更具体地说,用户界面呈现在一个较低级别,从而需要一些前期软件开发来创建更直观的用户界面。

VISA在业界被用作标准软件接口,用于向VXI仪器发送基于寄存器和基于消息的命令。
调度程序是数据采集软件中的一个组件,它可协调所有其他活动,例如向仪器发送命令以及收集、存储、显示、分析和打印仪器中的数据。调度程序可确保在规定的时间以规定的速率收集数据。在菜单驱动的软件中,用户通过填写菜单来定义任务。这些任务包括要扫描的通道、要进行的测量类型、进行测量的速率以及任务的持续时间。调度程序可控制将命令发送到测量硬件(控制)的时间以及返回到计算机(收集)的数据。
TCXO是一种温控晶体振荡器。

通常,振荡器的精度以百万分率表示。 这意味着一个给定的振荡器在每百万次振荡或“刻度”后将偏差这么多部分。 以VXI平台为例,它要求每个零号插槽控制器能够提供一个误差不超过100PPM的10MHz参考电压。 这意味着为了符合VXI规范,零号插槽控制器每秒必须提供1000万次振荡+/-1000个刻度。 任何更多的误差都被认为是不合规。

TCXO是一种用于提供卓越时钟精密度和精度的晶体。 具体而言,温控晶体振荡器可保证在10PPM下工作。 简单来说,它的工作原理是使用反馈回路来根据环境温度调整振荡器输出。 温度是影响时钟精度的一个关键参数。

对于那些需要卓越时钟性能的应用,VTI Instruments可为多个产品提供TCXO选件。 VM2164是一款基于VXI的计数器定时器设备,可以升级到板载TCXO振荡器。 EX2500A是一款零号插槽VXI控制器,通常可提供标准的VXI 10MHz基准电压,误差为50PPM,但也可选配温控晶体振荡器,以获得误差为10PPM的10MHz频率。

隔离器和循环器是两个密切相关的组件。它们是多端口器件,利用铁氧体材料和强磁体来产生迫使信号围绕闭环路径传播的条件。该路径可以通向输出端口,或者在两个端口版本的循环器(称为隔离器)情况下通向内部终端电阻。因此,隔离器本质上是一个循环器,它的第三个端口用一个内部50欧姆负载端接。信号路径和铁氧体元件的尺寸取决于频率波长。高微波频率隔离器往往很小,有时比安装在它上面的SMA或K连接器大不了多少。相反,低频隔离器往往相当大和重。

这两个器件的功能如下所示:

 class="table-responsive

箭头表示信号流相对于可用端口的方向。这里显示了一个顺时针方向,以便进行接下来的讨论。实际隔离器将用箭头标记或对输入和输出端口进行了标识。在端口A处进入循环器的信号将被迫沿顺时针方向沿着低损耗路径行进到端口B。由于任何不匹配而从端口B处的负载反射回来的任何信号将被迫继续向端口C行进。假设有一个50欧姆的终端电阻连接到端口C,从端口B反射的信号将被吸收到端口C终端,留下非常少的信号传播到输入端口A。净影响是从端口A到端口B有一个非常低的插入损耗路径,只有很少的信号从其反射回源。这就像一个具有非常好的VSWR的匹配良好的负载。实际上,VSWR改善是隔离器的一种非常常见的应用。正向的典型插入损耗远低于0.5dB,而相反方向的插入损耗通常在16到22dB或更高的范围内。

循环器通常用于接收器/发射器应用,其中发射器输出将馈入端口A。天线将连接到端口B,这是来自输入端口A的低损耗路径。接收器输入将连接到端口C。然后,发射能量将馈送到天线,任何接收到的信号都将从天线流向接收器输入。
HDLC是高级数据链路控制的首字母缩写”。它采用了行业标准SDLC(见下文)。HDLC是一种基于消息的协议,用于串行通信。HDLC实施了“开始标志”和“停止标志”,这是一种特定的位序列(0x7E7E或0111 1110 0111 1110),可产生能够被接收设备检测到的唯一模式。此模式用于标识传入消息的开头或结尾。为了防止与序列中可能显示为开始或停止标志的实际数据发生冲突,HDLC协议在消息数据流的任何部分使用了一种称为“零位插入”的“位填充”方案。

无论序列中的下一位是否为1,该位填充方案将始终在消息序列中的任何5个“1”位之后插入0。通过这种方式,接收器始终可以知道,如果是消息的一部分,则在5个1位之后下一位应该为零,并将自动丢弃这个额外的0位。如果序列中有6个1,则表示消息的开头或结尾。VM6068是一种基于VXI的串行I/O设备,支持HDLC串行协议。
在EXLab软件中,组件工具栏允许用户快速访问当前采集数据界面中使用的不同的显示控件,以在数据采集过程中监控数据。

用户可以根据需要添加任意数量的显示控件和查看页面。请参阅下面的每个显示控件支持的最大通道数。

单个带状图控件最多支持20个通道。
数字读出控件最多支持50个通道。
仪表控件最多支持20个通道。
条形图控件最多支持20个通道。
滑块控件最多支持20个通道。
单个判断显示控件最多支持100个通道。
报警LED控件最多支持50个通道。
最大开关功率是可以通过继电器触点切换而不会损坏继电器的功率上限。 在信号切换应用中应注意不要超过该值。

请将最大开关电流和电压值与最大开关功率结合考虑,因为功率可以表示为电压和电流的函数。 一个常见的误区是认为最大功率规格可以直接从最大电流和电压规格推导出来,但情况并非总是如此。
最大开关电压和电流是可以通过触点安全地切换而不会损坏继电器的最大开路电压或电流。 这些量在交流和直流限制方面往往不同。

请将最大开关电流和电压值与最大开关功率结合考虑,因为功率可以表示为电压和电流的函数。 一个常见的误区是认为最大功率规格可以直接从最大电流和电压规格推导出来,但情况并非总是如此。
VM2608是一个八通道ADC VMiP模块,而VM2616是一个十六通道版本。 请记住,校准数据存储在VM9000载波卡上。 它必须在安装好后进行校准,最好密封在VXI卡中。 在执行完整的校准之前,请确保充分预热且固件为最新版本。

目前,该产品没有交钥匙校准应用程序。 但是,下面的ZIP文件包含我们的内部工厂校准程序、一个用QBasic编写的示例应用程序、测试表和样本测试数据。 此压缩文件专门为在我们的工厂网络和测试站上运行而创建。 此处包含的文件仅用于帮助您为模块创建自己的自动校准程序。

我们还出售该产品的服务手册,其中包括完整的原理图、材料清单和验证说明。 这是PN:82-0023-001。 我们还为该产品提供工厂校准服务。

VM2616_cal.zip
VM2710A是一个6.5位DMM VMiP模块。 它必须进行年度校准才能满足公布的规格。 请记住,校准数据存储在VM9000载波卡上。 它必须在安装好后进行校准,最好密封在VXI卡中。 在执行完整的校准之前,请确保充分预热且固件为最新版本。

目前,该产品没有交钥匙校准应用程序。 但是,下面的ZIP文件包含我们的内部工厂校准程序、一个用QBasic编写的示例应用程序、测试表和样本测试数据。 此压缩文件专门为在我们的工厂网络和测试站上运行而创建。 此处包含的文件仅用于帮助您为模块创建自己的自动校准程序。

我们还出售该产品的服务手册,其中包括完整的原理图、材料清单和验证说明。 这是PN:82-0032-001。 我们还提供工厂校准服务。

VM2710A_cal.zip
VM3608是一个八通道VMiP DAC模块,而VM3616A是一个十六通道版本。 它必须进行年度校准才能满足公布的规格。 请记住,校准数据存储在VM9000载波卡上。 它必须在安装好后进行校准,最好密封在VXI卡中。 在执行完整的校准之前,请确保充分预热且固件为最新版本。

目前,该产品没有交钥匙校准应用程序。 但是,下面的ZIP文件包含我们的内部工厂校准程序、一个用QBasic编写的示例应用程序、测试表和样本测试数据。 此压缩文件专门为在我们的工厂网络和测试站上运行而创建。 此处包含的文件仅用于帮助您为模块创建自己的自动校准程序。

我们还提供该产品的工厂校准服务。

VM3608_16A_cal.zip
当两种不同的金属连接在一起并且两端的温度不同时,就会有电位(电压)流过这两根引线。系统中任何不同金属的连接都可以产生这种效应。 在数据采集系统中,只要存在金属与金属的接触,就不能忽略这种效应。

提示:请勿将热电偶导线直接连接到电压表。热电偶需要一个等温温度块,使两根引线处于相同的温度,以消除导线和端子之间的热电偶效应。

RTD、热敏电阻和应变计等传感器是输出电阻会发生变化的器件。它们都需要电力才能工作。当电源施加到电阻器件上时,它会升温。温度升高会导致电阻发生变化并导致测量误差。

提示:为了消除自热效应,请勿在不必要的时间内为设备供电。

提示:为了获得最佳效果,请进行两次测量,一次不对传感器施加电源,而另一次施加电源。简单的减法就可消除热噪声。
 class=img-responsive
VISA(虚拟仪器软件架构)是一种行业规范,用于与软件相关的测试和测量设备进行通信,而不管硬件接口如何。具体而言,VISA对数据类型和许多通信协议进行了统一,以为供应商提供一个开发仪器驱动程序的通用平台。对于最终用户来说,无论硬件接口如何,他们都可使用一个可与测试和测量设备进行通信的透明接口。下图是VXI平台的一个直观示例:
 class=img-responsive
根据VXI示例,这对最终用户的好处是能够交换零号插槽控制器而无需对其应用程序SW进行任何修改。例如,通过用EX2500A LXI零号插槽控制器来替换GPIB接口,可以使用一个完全最新的GPIB控制器来构建一个稍微过时的VXI系统。对以太网接口的这一更新不需要额外的软件开发,可将系统的使用寿命延长多年。

VISA库有两个主要开发人员。具体来说,国家仪器和安捷伦科技公司分别实施了VISA库。用户可以根据他们测试系统中的硬件来安装这些库。要安装EX2500A,用户应使用安捷伦I/O库套件15.0或更高版本。
VSWR(电压驻波比)是一种信号开关规范,通常只在高频微波应用中才很重要。

在高频时,输入信号和相应反射信号之间的干扰将产生共振。VSWR被指定为波形的最大值与最小值之比。 简单来说,VSWR规格越小,反射信号对开关要传输的信号的影响就越小
VXI即插即用是一个定义好的标准,用于开发用来控制VXI硬件的仪器驱动程序。 该标准的目的是向用户提供一个熟悉且易于使用、与所有VXI设备(无论供应商如何)兼容的驱动程序。

VXI社区一直在努力为VXI即插即用型的仪器驱动程序开发一套系统级标准。VXI即插即用驱动程序提供了多供应商软件和硬件组件的互操作性,并通过提供易于使用的界面使低级I/O通信和硬件驱动程序对程序员透明提高了工作效率。

VXI即插即用驱动程序的基础是VISA(虚拟仪器软件架构)。VISA定义了一个用于与多个供应商支持的VXI总线设备进行I/O通信的协议。VISA也支持非VXI仪器平台,虽然它是一组定义好的标准,但VISA的版本将取决于仪器控制接口。例如,如果安捷伦IEEE-488控制器卡连接到到泰克示波器接口,则需要在PC上安装安捷伦VISA。相反,如果国家仪器VXI-MXI2卡连接到VTI Instruments VM2616数字转换器接口,则需要安装NI-VISA。每个版本的VISA都使用一组定义好的标准,从而可实现真正的互操作性。换句话说,VXI即插即用驱动程序可以与安捷伦或NI VISA层一起使用。VTI Instruments致力于开发与安捷伦或NI的VISA兼容的产品。
不同的应用通常需要特定的继电器类型。 将继电器区分开来的通常是它的规格。 一般来说,这些应用可以分为以下几类:

大功率开关应用需要使用大功率机电继电器的开关卡。 这些继电器可以处理超过2A的信号。 VTI Instruments有多种大功率开关配置,适合各种平台;VXI的SMP2xxx系列;LXI的EX1200-2xxx系列;PXI的SMX-2xxx系列。

通用开关卡专为低电平和低频应用(小于2A、通常小于20MHz)而设计。 VTI Instruments有多种通用开关配置,适合各种平台;VXI的SMP3xxx系列、SMP4xxx系列和SMP5xxx系列;LXI的EX1200-3xxx系列、EX1200-4xxx系列和EX1200-5xxx系列;PXI的SMX-3xxx系列、SMX-4xxx系列和SMX-5xxx系列。

射频开关卡具有可控阻抗(50或75欧姆)。 这些模块设计用于处理3GHz以下的RF信号。 VTI Instruments有多个RF开关卡;采用VXI设计的SMP6xxx系列;采用LXI配置的EX1200-6xxx系列;采用PXI设计的SMX-6xxx系列。

微波开关卡专为切换1 GHz至40 GHz之间的频率而设计。 SMP7000系列或EX7000系列或SMX-7000系列适合此应用。

设计用于切换光纤信号的光开关卡 - SMP8xxx系列产品。
这几年市场上已推出了多个类型的滤波器。目前,最常用的类型仍可从多个供应商那里获得,只有少数类型才需要针对应用进行定制设计和制造。如果知道关键性能要求,设计人员就可以缩小选择范围。滤波器可以按响应和物理设计进行分类。滤波器响应又可以细分为多个类别和子类别。所有滤波器都属于前四个基本类别之一;低通、高通、带通和带阻。响应可以进一步按通带和抑制频带中的行为以及段数划分,其中段数决定了曲线中抑制部分的形状。物理设计可以分为管状、集总元件(或离散元件)、腔式、悬挂式基板和陶瓷等类型。

滤波器响应应该是最简单、最重要的因素,因为它通常作为要求的一部分给出。通带应在最小抑制或损耗的情况下覆盖需要通过滤波器的频率范围。截止点Fc是通带的边缘,通常被认为是3dB点,此处滤波器的损耗比通带的中心高3dB。在截止频率之外,滤波器的响应会增加损耗,并且是阻带的开始。下面显示了四个基本响应,以方便展开讨论。

 class=img-responsive


这些响应可以进一步细分为会影响通带平整度和带外频率抑制率的更细微的响应特性。它的一些例子是切比雪夫(Chebychev)、巴特沃斯(Butterworth)、贝塞尔(Bessel)、Gaussian和elliptic以及其他不那么普遍的类型。这些名称由滤波器传递函数背后的数学运算决定,并由开发它们的著名数学家和科学家的名字命名。巴特沃斯(Butterworth)滤波器响应具有平滑的通带响应,没有纹波,但刚刚超过截止点的抑制却像切比雪夫(Chebychev)响应那样快速增加。贝塞尔(Bessel)响应滤波器的特点是响应在通带上有轻微的滚降,在截止点之后抑制增加得很慢,但在整个通带上提供了恒定的延迟,这是切比雪夫(Chebychev)和巴特沃斯(Butterworth)滤波器所不能做到的。如果未指定,大多数滤波器供应商通常会采用切比雪夫(Chebychev)响应。它在低通带损耗和纹波、良好的VSWR和最高的带外抑制之间提供了最佳折衷。下面的图5提供了一个快速比较,说明了插入损耗和延迟如何受到三种更常用滤波器类型的影响。



如上所述,段数决定了滤波器响应的抑制部分的形状。下面的图6显示了1、2、3、4和5段巴特沃斯滤波器之间的相对差异。

如果有所需滤波器的规格,就可以快速确定所需的响应类型(高通、低通等),然后确定所需的响应函数(切比雪夫、巴特沃斯等),然后再确定获得必要抑制所需的段数。即使掌握了这么多信息,但选择过程并没有结束。我们还要考虑物理设计,通常一个特定的响应有两种或两种以上的不同物理样式。每种样式都有优缺点,但应主要考虑适用的频率范围、尺寸、成本和交付时间。某些物理样式可能符合期望的成本范围,但不能在感兴趣的频率范围内构造。从一种样式到另一种样式的尺寸变化可能很大并且与频率有关。下表简单地总结了这些不同类型的频率范围限制:

bsp; 低通 高通 带通 带阻
集总元件 0.1至6,000 MHz 0.1至6,000 MHz 0.5至10,000 MHz 10至100 MHz
腔式 XXXX XXXX 0.03至40 GHz 0.03至10 GHz
悬挂式基板 bsp;2至18 GHz 2至18 GHz 2至18 GHz XXXX
管状 04至20 GHz XXXX 0.05至6 GHz bsp;XXXX
bsp;
EX2500A接口驱动程序v2.5支持安捷伦Connection Expert v16.x或更早版本(v14.2版本)。EX2500A接口驱动程序v3.x支持最新的Keysight Connection Expert v17.x。
在任何VXI系统中,都需要一个零号插槽接口来作为主机PC和VXI总线之间的硬件通信层。以下是选择零号插槽控制器时的选项列表:

1.IEEE-488.2(GPIB)到VXI总线。使用这种方法时,GPIB接口卡被封装在外部计算机中,并被连接到VXI总线主机中的GPIB/VXI零号插槽。这是一个8位并行协议,因此,它通常是远程主机和VXI主机之间最慢的通信方式(大约1 MB/s)。

2.MXI-2接口。使用这种方法时,MXI-2接口卡被封装在外部计算机中,并被连接到VXI总线主机中的MXI-2零号插槽。这种方法将VXI总线背板扩展到了外部计算机。 它是一个32位协议,在远程PC和主机之间提供了一些最快的传输速率(约25 MB/s)。

3.IEEE-1394(FireWire)。与前两个接口一样,它也需要远程PC。VXI主机中的IEEE-1394零号插槽接口卡被连接到外部计算机上的1394端口。这是一种以大约400 Mb/s运行的串行协议。15 MB/s的传输速率可以在远程和主机之间实现,但由于协议开销,在传输大块数据而不是发送离散命令时可以看到最大系统速度。

4.嵌入式控制器。这种方法将控制器嵌入在VXI总线主机(通常在零号插槽中)中。嵌入式控制器可以是奔腾计算机、基于摩托罗拉68XXX的控制器或其他平台。使用这种方法时,VXIbus背板的硬件接口内置于嵌入式控制器中,类似于并行端口。

5. VXI/LXI桥接器。 EX2500A是一款零号插槽控制器,可用作VXI接口和LXI桥接器。 它完全符合LXI A类标准,允许用户通过以太网或VXI和LXI应用领域中定义好的硬件触发接口发送触发事件。 由于它基于以太网,因此它可以将VXI仪器分布到离主机PC很远的地方。 比迄今为止的任何旧式接口都要远得多。 在使用大块传输的高速数据采集应用中,它通常可以比旧式VXI接口更快的速率传输数据。
介绍: 闭锁继电器和非闭锁继电器的定义以及适用于每种继电器的应用

闭锁和非闭锁描述了用于致动/解除致动机电线圈的机构。为了更改闭锁继电器的状态(打开/关闭),一个短脉冲会被发送到继电器上的置位或复位线。对于非闭锁继电器,需要一个恒定的电源来保持“打开”位置。断开非闭锁继电器(也称为故障保护继电器)的电源将使触点返回到其“正常”或通电状态。断开闭锁继电器的电源不会影响触点的当前状态(即,触点在断电时会保持其位置)。

当应用需要考虑以下一项或多项要求时,应使用闭锁继电器
1.必须保持继电器在断电前的最后状态。
2.通过电源管理实现热稳定性由于闭锁继电器通过脉冲激活,因此在进行测量时,静态电流消耗最小。非闭锁继电器需要恒定电流,并且会辐射可能影响关键测量的热量。
3.更好的可重复性。在继电器使用寿命内的插入损耗方面,闭锁继电器通常可确保更加可重复的触点闭合。从闭合到闭合的插入损耗变化可能会影响关键测量。

当应用需要考虑以下一项或多项要求时,应使用非闭锁继电器
1.成本是一个考虑因素。通常,闭锁继电器将比它的同类闭锁产品便宜。
2.断电时,需要将继电器设置到正常位置。在正常运行中,断电经过精心策划和处理。然而,如果没有计划断电,考虑到安全因素,最好强制其配置进入其正常/通电状态。
在固态继电器中,光隔离器通常用于控制FET、SCR或TRIAC类型的固态器件。

主要优点
  • 提供较长的平均故障间隔时间(MTBF)
  • 非常快的切换时间(通常以微秒为单位)
  • 允许高密度信号切换

主要缺点
  • 降低信号完整性
  • 通常不是双向
  • 不适用于高压波动
假设我们希望在点火试验期间对固体火箭发动机进行模态分析。 或者我们想要在一个嘈杂的测试室中检测特定的可听频率。在每种情况下,我们都试图在存在大信号的情况下检测小的周期波。在下图中,我们可看到时域波形似乎是一个正弦波。

 class=img-responsive

下图显示了频域中相同的信号由较大的正弦波和重要的其他正弦波分量(失真分量)组成。如果在频域中分离这些分量,就很容易看到小分量,因为它们没有被较大的分量掩盖。频域的用途不仅限于电子学或机械学。所有科学和工程领域都有大信号在时域中掩盖了其他信号的测量应用。频域为分析这些微小但重要的影响提供了一个有用的工具。

这是两个设备之间的计时问题。您需要联系ZTEC的技术支持部门,以更新示波器的DSP。
这是两个设备之间的计时问题。您需要联系ZTEC Instruments的技术支持部门,以更新信号发生器上的DSP。
使用新的基于PC的PCI-MXI2卡(J以上版本)时,板载ROM的配置略有不同。此更改会导致VT1413A卡的VTI Instruments SFP在仿真模式下运行,但NI-MAX仍会报告该卡存在于系统中并会给出一个插槽号。要解决此问题,请将旧MXI2 PC卡中的ROM数据复制到新卡中。

通过右键单击“设备和接口”中的MXI2 PCI PC卡,然后选择“硬件配置”,可以在NI-MAX中复制和上传这些ROM数据,下载和上传选项位于窗口底部。