PCI-Instrumente von National Instruments für die Messung analoger und digitaler Signale mit bis zu 100 MS/s

Funktionen der kürzlich lancierten PXI-basierten Mixed-Signal-Module nun auch für Desktop-PCs verfügbar
PCI_Mixed_Signal (PresseBox) (München, ) Dank National Instruments' (Nasdaq: NATI) neuer modularer PCI-gestützter Instrumente für die Messung von Mixed Signals mit 100 MS/s lassen sich die Flexibilität sowie die Systemleistung beim Rapid Prototyping oder Testen von Mixed-Signal-Geräten mittels eines Desktop-PCs erheblich steigern. Diese Instrumente weisen dieselbe Funktionalität auf wie die kürzlich von National Instruments vorgestellten PXI-basierten Mixed-Signal-Module, wurden jedoch speziell für Desktop-PCs konzipiert. Insbesondere Ingenieure, die Prototypen oder Prüfständen entwickeln, erreichen mithilfe dieser Module, die eine Abtastrate von 100 MS/s ermöglichen, eine unvergleichlich hohe Systemflexibilität, da sie so ihre eigenen Messaufgaben mühelos mittels Analyseroutinen in der grafischen Entwicklungsumgebung LabVIEW 7 Express sowie mittels der interaktiven Softwarewerkzeuge NI Analog Waveform Editor und NI Digital Waveform Editor definieren können.

Die Messkarten, die in Bezug auf Frequenz und Leistung aufeinander abgestimmt sind, basieren auf ein und derselben Hardware-Architektur. Zu dieser neuen Modul-Serie gehören:
· je ein Digitalsignalformgenerator/-analysator für Signale von bis zu 100 MHz (NI PCI-6552) bzw. 50 MHz (NI PCI-6551)
· ein Arbiträrsignalgenerator mit einer Auflösung von 16 Bit und einer Updaterate von 100 MS/s (NI PCI-5421)
· ein hochauflösender Digitalisierer mit einer Auflösung von 14 Bit und einer Abtastrate von 100 MS/s (NI PCI-5122)

Die Funktionalität der neuen PCI-Instrumente wurde mit der Vorstellung der PXI-basierten Mixed-Signal-Module im August 2003 auf dem Markt eingeführt und hat sich bereits hervorragend bei Anwendungen in den verschiedensten Phasen der Produktentstehungskette wie etwa in der Design- oder der Produktionstestphase sowie in unterschiedlichsten Branchen bewährt, angefangen bei der Unterhaltungselektronik, über die Kommunikations- und Halbleiterbranche bis hin zur Forschung. So nutzte beispielsweise Lexmark International den Digitalsignalgenerator/-analysator PXI-6552 sowie den Digitalisierer PXI-5122 und war somit in der Lage, sowohl die Abtastraten als auch die Messgenauigkeit von in der Großserienfertigung verwendeten Tintenpatronentestern erheblich zu steigern. Die Firma Telebyte wiederum konnte mehr als 1 Mio. US-Dollar an Design- und Supportkosten einsparen, indem sie den Arbiträrsignalgenerator PXI-5421 für die Überprüfung ihrer xDSL-Modems einsetzte.

Die PCI-Instrumente basieren auf dem "NI Synchronisation and Memory Core" (SMC), einer den Mixed-Signal-Modulen gemeinen Architektur. Der SMC bietet eine Timing- und Synchronisations-Engine, Datenübertragungskernels sowie einen großen und flexiblen Speicherplatz von bis zu 512 MB. Auch die SMC-Architektur wurde erstmals bei den PXI-basierten modularen Instrumenten eingesetzt. Da sowohl die PCI- als auch die PXI-Versionen dieser Mixed-Signal-Module auf dieser Architektur basieren, können Anwender, die zuerst mit den PCI-gestützten Geräten arbeiten, später, wenn sich die Anforderungen beispielsweise in Bezug auf Kanalanzahl oder Synchronisation verändern, auf die flexibleren, robusteren und erweiterbareren PXI-Module migrieren - ohne dabei den Code verändern zu müssen.

"In nur wenigen Monaten konnten wir die SMC-Architektur, die wir für die PXI-Instrumente entwickelt hatten, auch an den Standard PCI anpassen, so dass die komplette Serie der Analog- und Digitalgeräte nun auch auf PCI-Basis verfügbar ist.", so Tim Dehne, Senior Vice President of Research and Development bei NI. "Die Portierung dieser Serie von PXI-gestützten Instrumenten auf den PCI-Bus gestattet es nun noch mehr Anwendern, erstklassige modulare Instrumente in ihrer Applikation einzusetzen, wobei ihnen jedoch auch die Möglichkeit offen steht, auf PXI umzusteigen, wenn die Situation mehr Flexibilität und Skalierbarkeit erfordert."

Durch die hiermit ermöglichte flexible, softwarebasierte Messwerterfassung kann der Anwender sein System jederzeit an besondere sowie sich schnell ändernde Anforderungen anpassen. Zudem lassen sich diese Instrumente auch mit Softwaresimulations-Werkzeugen von Drittanbietern integrieren, wodurch die Gesamtentwicklungszeit eines Produkts erheblich reduziert wird. So kann der NI Digital Waveform Editor beispielsweise Industriestandard-VCD-Dateien gängiger Digitalsignal- und FPGA-Simulations-Pakete in LabVIEW, LabWindows/CVI oder andere Entwicklungsumgebungen importieren und dort probeweise ausführen. Zudem lässt sich die Systemflexibilität noch weiter steigern, da die neuen Instrumente mit NIs PCI-gestützten Multimetern, Datenerfassungskarten, Bilderfassungskarten und den hohe Kanaldichten aufweisenden Schaltmodulen der Serie SCXI kombiniert werden können.

Die Mixed-Signal-Prüfplattform stellt hochleistungsfähige Analog-/Digitalsignal-Operationen sowie Timing-Funktionen zur Verfügung und trägt somit zu einer erhöhten Messgenauigkeit bei. Der Digitalisierer sowie der Arbiträrsignalgenerator, die beide ebenfalls das Abtasten bzw. Generieren mit Raten von bis zu 100 MS/s gestatten, bieten Analog-Front-Ends mit nur geringer Verzerrung und einem großen Dynamikbereich. Hochauflösende Digitalisierer erfassen die Signale mit erhöhter Genauigkeit - mit dem bis zu 64-Fachen der Auflösung herkömmlicher 8-Bit-Messgeräte - wohingegen hochauflösende Arbiträrsignalgeneratoren präzise Standard- und Arbiträrsignale liefern, die für die genaue Charakterisierung und Prüfung von Geräten und Systemen erforderlich sind. Die Digitalsignalgeneratoren/-analysatoren bieten programmierbare Spannungsbereiche von -2,0 bis 5,5 V mit einer Abstufung in 10 mV-Schritten, die für die Prüfung von Geräten, die verschiedene Spannungspegel erfordern, oder für die Charakterisierung der Funktionstüchtigkeit eines Geräts unter sich ändernden Bedingungen benötigt wird. Mit den Digitalsignalgeneratoren/-analysatoren ist es dem Anwender möglich, seine Daten relativ zum Onboard-Taktgeber zu verschieben, was insbesondere dann von Bedeutung ist, wenn Verteilungsverzögerungen sowie Initialisierungs- und Haltezeiten des Prüflings berücksichtigt werden müssen.

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