NI 切換​器​的​優勢

目錄

  1. 硬體​概述
  2. 高階​軟體​支援 
  3. NI Switch Executive
  4. 正確​切換​器​的​優勢

許多​自動化​測試​應用​都​需要​將​訊號​路​由​至​多個​儀器​與​待​測​裝置 (DUT), 而​解決​這些​應用​問題​的​最佳​方式,​就是​建​置​切換​器​網路,​並​促成​儀器​與​待​測​裝置​之間​的​訊號​路​由。 切換​器​不僅​能​處理​這類​型​的​訊號​路​由,​也能​節省​增加​高價​儀器​通道​數​所需​花費​的​成本,​並​同時​提升​量​測​的​彈性​與​靈活性。

將​切換​器​新增​至​自動化​測試​系統的​方式​共有 3 種:​(1) 自行​設計​並​建造​客​制​化​切換​器​網路;​(2) 使用​獨立​式​箱​型​儀器,​並​以 GPIB 或​乙太網路​進行​控制;​(3) 使用​配備​一組​或​多​組​儀器 (例如 DMM 多功能​數位​電​表) 的​模組化​平台。 由於​切換​器​一般​都​必須​與​其他​儀器​搭配​使用,​因此​兩者​務必​完美​整合, 而​現成​模組化​的​方式​就​能​解決​大​部份​通用​測試​系統​中​既有​的​整合性​問題。

NI 提供​數百​種​模組化 PXI 平台​專用​的​切換​器​拓​撲, 讓​您​與 NI 的 PXI 儀器 (如 RF 產生器/​分析​器、​多功能​數位​電​表​與​示波器) 搭配​使用,​並​建造​出​靈活、​高​通道​數​的​自動化​測試​系統。

 

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硬體​概述

NI 為 DC 至 RF 之間​的​多個 I/​O 接點​提供​高密度​交換, 這些​切換​器​的​應用​包含​通用​功能​測試、​半導體​參數​測試​的​應用​專用​模組、​高​功率​故障​植​入​與​高達 40 GHz 的​雷達​測試。 這些​切換​器​所​使用​的​繼電器​種類​十分​多元,​例如​電樞、​簧片、​固態​與​場​效​電晶體 (FET)。

 

圖 1. NI 提供​多種 PXI 切換​器,​可​切換​高​電壓、​高​電流​與​高​頻率​的​訊號。

 

NI 切換​器​具備​下列​幾項​優勢,​能​簡化​測試​開發​流程​並​節省​整體​測試​成本:

 

硬體​掃描

最大​化​輸出​率​是​自動化​測試​應用​的​常見​需求。 為了​提升​系統​輸出​率,​許多 NI 切換​器​模組​都​支援​硬體​掃描,​因此​您​能將​一系列​切換​器​連線​下載​至​切換​器​的​內建​記憶體,​並​使用 PXI 背​板​來​與​其他​儀器 (例如 DMM) 進行​通訊。 此​方式​不僅​可​避免​傳統​軟體​架構​掃描​清單​所​造成​的​軟體​負載,​還能​提升​執行​掃描​清單​時​的​決定​性​與​速度。

​具備​硬體​時脈​交​握​功能​的​量​測​裝置 (例如 DMM 或 RF 分析​器) 會在​每次​量​測​作業​結束​後​發出​數位​脈波,​促使​切換​器​關閉​掃描​清單​中的​下​一個​連線。 由於​整體​量​測​流程​為​硬體​時脈​且​無​其他​軟體​延遲,​因此​此​程序​能​確保​輸出​率​最佳​化, 如圖 2 所​示。

 

圖 2. 使用​切換​器​與 DMM 交​握​可​產生​硬體​時脈​掃描​清單。  

 

此​決定​性​讓​其他​軟體​活動 (例如​增加​更多​資料​處理​作業) 不會​像​軟體​掃描​一樣​容易​影響​硬體​交​握​測試​結果。

​表 1 顯示​硬體​交​握​的​執行​時間​提升​效果。 表​中​所​列​的​基準​結果​為​使用 FET 架構​多​工​器​與 NI PXI DMM 進行​的 1,000 項​切換​器 DMM 掃描。 硬體​交​握​讓​執行​時間​增加 46%, 而​硬體​交​握​一般​都​更能​適應​額外​的​軟體​處理​任務,​這些​任務​往往​嚴重​延長​軟體​掃描​的​執行​時間。

 

表 1. 掃描​能​促進​硬體​時脈​量​測​並​提升​輸出​率。

 

預測​性​維護 

NI PXI 切換​器​模組​能​追​縱​並​儲存​模組​內建​的​繼電器​週期​數, 因此​您​能​使用​繼電器​數​資訊​來​預測​切換​器​模組​的​壽命​結束​時間。 這項​功能​更能​簡化​找出​待​替換​繼電器​的​流程,​從而​避免​所費不貲​的​系統​中斷​時間。

某些​矩陣​切換​器​配備 NI Switch Health Center,​此​內建​工具​能​診斷​出​繼電器​錯誤。 Switch Health Center 會​測試​指定​模組​中的​所有​繼電器,​而​其所​產生​的​圖形​化​報表​則​詳細​敘述​哪些​繼電器​仍​維持​開啟​或​關閉。  

圖 3. Switch Health Center 能夠​為​某些​矩陣​切換​器​提供​完善​的​維護​工具。

 

而 NI 也​提供​幾種​使用 FET 與​固態​延遲​繼電器 (SSR) 的​切換​器​模組。 由於​這些​元件​並無​移動​式​零件,​因此​具有​極​長​的​機器​使用​壽命。 

 

法規​與​安全 

所有 NI 切換​器​模組​都​已​獲得​適當​認證​體制​認可, 而​依據​各​國家、​州​或​公國​的​不同​規定,​切換​器​模組​可能​須​通過​認證​才能​於​該​地區​使用。 有些​法規​認證 (例如 CE) 可以​直接​在​內部​進行​測試, 但​許多​模組​則​必須​由​其他​認證​體制​進行​法規​測試。

圖 4. NI 切換​器​模組​都​必須​通過​認證​以​確認​電壓​準​位​合適。

 

NI 將​額​定​電壓​超過 60 VDC、​30 VAC 或 42.2 Vp 的​模組​一律​視為​高​電壓​模組, 而​這些​模組​都​已​通過 UL 認證 (必要​時​還會​通過 VDE 或 Demko 認證),​以​確保​符合​一切​安全​法規。 

 

整合​與​支援 

NI 生產​的​各種 PXI 切換​器​與​其他 PXI 架構​儀器 (如​示波器、​函式​產生器​與 RF 產生器/​分析​器) 都能​用於​建造​完全​整合​的​自動化​測試​系統,​並​提供​系統​層​級​服務​與​支援。 NI 系統​維護​方案​能​提供​您​組​裝​完成、​經過​測試​且​已​安裝​軟體​的 PXI 系統,​而​客​制​化​紀錄​文件​也​隨​系統​一併​附上。 其他​版本​的 NI 系統​維護​方案​將​標準​的 1 年​期​保固​延長​至 3 或 5 年,​以​確保​您 PXI 機​箱​中的​所有​模組​都能​享有​維修​服務。 NI 是​市​值​超過 10 億​美元​的​大型​企業,​能​提供​多種​客​制​化​服務 (如​維修​選項、​全球​備​料​管理、​防護​性​維護​與​使用​週期​設計),​以​協助​您​創造​並​維護​長​效​型​測試​系統。

圖 5. NI 系統​維護​方案​讓​您​快速​且​輕鬆​地​提升​系統​效率。

 

NI 的​切換​器​軟體​均已​針對 TestStand、​LabVIEW 與 LabWindows™/​CVINIswitch 等​軟體​環境​完成​最佳​化,​並於​上述​軟體​環境​中​執行​測試,​為​所有 PXI 架構​切換​器​提供​最佳​軟體。 NI 全球​各地​的​應用​工程師​不僅​為 NI 切換​器​相關​疑問​提供​當地​支援​服務,​更為 PXI 產品​與 NI 軟體​相關​問題​進行​除錯。 NI 為​您​測試​系統​中的​其他​軟​硬體​元件​提供​支援​服務,​進而​簡化​初步​開發​經驗,​並​確保​系統​正常​執行。

 

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高階​軟體​支援 

NI 擁有​完善​的​切換​器​軟體​工具,​並能​提供​各種​功能,​例如​互動​式​開啟​與​關閉​繼電器,​或​開發​與​測試​管理​軟體​互動​的​應用​層​級​軟體, 而 NI-​SWITCH 驅動​程式​則​提供​與​其他 NI 儀器​驅動​程式​相同​的​軟體​經驗,​讓​您​能​重新​使用​設計​其他​儀器​時​得到​的​訓練​經驗​與​知識。

 

軟體​人​機​介面

NI 切換​器​具備​互動​式​軟體​人​機​介面,​讓​您​能​快速​操作​模組,​並​執行​基本​運作​以​開啟/​關閉​繼電器。 軟體​人​機​介面​提供​主動​式​切換​器​連線​的​即時​狀態​更新,​讓​您​能​在​執行​測試​時​監​控,​並​編輯​繼電器​連線, 而​您​更能​透過​切換​器​軟體​人​機​介面​來​存取​內建​繼電器​計數,​藉以​了解​各​繼電器​在​其​壽命​期間​的​啟動​次數。

圖 6. 軟體​人​機​介面​能​在​切換​器​模組​中​以​互動​方式​控制​繼電器。

 

使用 LabVIEW 或 LabWindows/​CVI 進行​程式設計

NI PXI 切換​器​都由 NI-​SWITCH 驅動​程式設計​而​成,​因此​無論​模組​或​拓​撲​為何,​所有 NI 切換​器​的​驅動​程式​與​程式設計​介面​均​一致。 NI-​SWITCH 驅動​程式​已​針對 LabVIEW、​LabWindows/​CVI 與 NI Measurement Studio 等​程式設計​環境​執行​最佳​化。 由於 NI 切換​器​的​開發​與​測試​過程​緊密​整合,​因此​使用者​經驗​優於​其他​儀器​驅動​程式。 下列​清單​詳細​說明 NI 切換​器​的​部分​軟體​功能:

  • 內建​量​測​面板
  • 開始​使用​的​範例​程式
  • 詳細、​整合​式​的 LabVIEW Help
  • 詳盡​的​錯誤​處理​作業​與​訊息

圖 7. NI-​SWITCH 與 NI-​DMM 驅動​程式​中的​範例​程式​能​說明​如何​與​其他​儀器​搭配​使用​切換​器。

 

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NI Switch Executive

NI 除了​具備​上述​基本​程式設計 API,​也​提供​名為​「NI Switch Executive」​的​軟體​程式設計​套​件,​藉以​協助​切換​器​程式設計,​並​加速​系統​開發。 NI Switch Executive 具備​下列​功能:

  • 代​稱 (Aliasing): 處理​上千​個​通道​時​若​未​使用​抽象​化​設計,​往往會​既​複雜​又​耗時, 現在​有了​代​稱 (Aliasing) 功能,​您​就​能​很​直覺​地​命名​通道​與​路​由,​以​簡化​程式設計。
  • 圖形​化​設定: NI 切換​器​的​圖形​化​路​由​設定​公用​程式​操作​十分​簡單,​僅​需​使用​滑鼠​點​選​即可​完成。 您​可​使用​切換​器​圖示 (而​非​文字​欄位) 來​創造​個別​路​由​或​路​由​群組。 此​互動​式​公用​程式​也​讓​您​客​制​化​通道​名稱​並​定義​硬體​線 (Hardwire) 通道。
  • Excel 整合: 您​可​使用​匯入/​匯出​功能​將​虛擬​裝置​匯出​至​檔案,​並於 Microsoft Excel 中​開啟。 您​也能​在 Excel 中​使用​文字​編輯​功能​與​進​階​公式​來​編輯​設定​並​增加​通道​數。 完成​變動​後,​您​可​將​設定​匯入​新的​虛擬​裝置​或​既有​的​虛擬​裝置。 Excel 的​文字​編輯​功能​可​大幅​縮短​程式設計​時間。

圖 8. NI Switch Executive 可​添加​抽象​化​並​節省​程式設計​時間。

 

NI Switch Executive 更​可​透過​除錯、​檢驗​與​報表​製作​工具​來​簡化​切換​程式碼​的​維護​作業,​並為 LabVIEW 與 LabWindows/​CVI 提供 API。 您​也能​使用 NI TestStand 來自​行​呼叫 NI Switch Executive 路​由​與​路​由​群組,​從而​簡化​開發​過程​並​使​自動化​測試​系統的​程式碼​重新​使用​率​最大​化。 NI Switch Executive 與 NI TestStand 是 NI Developers Suite Core Package 的​自動化​測試​選項 (Automated Test Option) 其中​兩個​自動化​測試​專屬​軟體​工具。

 

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正確​切換​器​的​優勢

NI PXI 切換​器​具有​模組​層​級​與​系統​層​級​的​各種​優勢,​例如​能​提升​輸出​率​與​開發​效率​的​工具,​或者​能​緊密​地​與 PXI 機​箱​中的​其他​儀器​整合。 NI 也​提供​完善​的​軟體​經驗,​能​協助​快速​設定、​執行、​開發​與​維護​長​效​型​測試​系統。 PXI 機​箱​內容​包含​數百​種​切換​器​拓​撲、​各式​繼電器​與 I/​O 規格。 歡迎​至 ni.com/​switches 選購​適合​您​自動化​測試​系統的​切換​器,​或​致電​當地​業務​工程師。

 

 

LabWindows 商標​經過 Microsoft Corporation 授權​使用。 Windows 是 Microsoft Corporation 在​美國​與​其他​國家​的​註冊​商標。

 

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