La familia de generadores de forma de onda arbitraria PXIe-54x3

Los desafíos de ingeniería moderna requieren una mayor fidelidad y precisión de la señal. Los instrumentos PXIe-54x3 utilizan uno o dos convertidores digitales a analógicos (DAC) independientes de 16 bits para generar señales con una excelente planitud de onda sinusoidal en toda la banda de paso. El filtrado digital incorporado de estos generadores de formas de onda proporciona señales puras y suaves con la opción de renunciar a la pureza en el dominio de la frecuencia para obtener tiempos de subida más rápidos y un comportamiento de señal en el dominio del tiempo.

Rendimiento de planitud de onda sinusoidal

Los generadores de formas de onda PXI incluyen calibración de planitud que garantiza un rendimiento preciso de la onda sinusoidal en todo el ancho de banda del dispositivo. Mientras que los dispositivos tradicionales suelen tener una caída característica al acercarse al ancho de banda nominal del instrumento, los generadores de formas de onda arbitrarias PXIe-54x3 corrigen esta caída para proporcionar un rendimiento consistente en frecuencia.

Filtrado digital

La ruta de datos de los generadores de formas de onda arbitrarias PXI-54x3 cuenta con filtrado digital diseñado para eliminar las imágenes de frecuencia no deseadas de la señal generada en modo de generación arbitraria, lo cual no está disponible en otros modos. En muchos generadores de formas de onda arbitrarias, las imágenes de frecuencia de la señal generada ocurren en múltiplos de la tasa de muestreo programada. Cuando el filtro está habilitado, se limita el ancho de banda de la señal de salida y se eliminan las imágenes, lo que resulta en señales de salida más puras y limpias. La única desventaja es que la velocidad de cambio de cualquier variación grande en la amplitud de la señal se reduce porque se eliminan los componentes de alta frecuencia de la señal. Puede desactivar el filtrado para incluir los componentes de alta frecuencia en la señal, lo que permite que el voltaje de salida cambie tan rápido como sea posible entre muestras en formas de onda programadas por el usuario.

Los generadores de formas de onda NI PXI se programan con el controlador NI-FGEN, que incluye una API de primera clase que funciona con diversas opciones de desarrollo como LabVIEW, C y C#. Para asegurar la interoperabilidad a largo plazo de los generadores de formas de onda, la API del controlador NI-FGEN es la misma que se utiliza en todos los generadores de formas de onda NI pasados y actuales. El controlador también ofrece acceso a archivos de ayuda, documentación y docenas de ejemplos listos para usar como punto de partida, así como un panel frontal suave interactivo para una funcionalidad completa lista para usar. Descargue el controlador NI-FGEN.

Este panel frontal de software interactivo incluye funciones estándar y salida de forma de onda arbitraria desde archivo. También puede configurar adicionalmente el instrumento ajustando la fuente y el modo de disparo, así como la amplitud, el offset y la frecuencia. Además, puede reiniciar, calibrar y autodiagnosticar el instrumento durante la resolución de problemas.

Figura 5: ^{El panel frontal de software de InstrumentStudio unifica los paneles frontales de software para múltiples instrumentos NI, incluyendo el Instrumento Generador de Funciones de NI, que utiliza el controlador NI-FGEN para permitir la generación rápida de formas de onda y cuenta con controles para tipo de forma de onda, amplitud y frecuencia, así como configuraciones avanzadas como el enrutamiento de disparadores.}

Los generadores de formas de onda arbitrarias PXIe-54x3 emiten todas las formas de onda, incluyendo estándar y arbitrarias, con una tasa de actualización DAC de 800 MS/s. Un algoritmo implementado en el FPGA Xilinx Kintex-7 se utiliza para sobremuestrear formas de onda arbitrarias definidas por el usuario. La velocidad máxima permitida para formas de onda arbitrarias cargadas en los PXIe-5413 y PXIe-5423 es de 200 MS/s. El PXIe-5433 puede aceptar formas de onda definidas por el usuario de hasta 400 MS/s cuando el filtro digital está habilitado y hasta 250 MS/s cuando está deshabilitado. Incrementar la frecuencia de muestreo en una forma de onda arbitraria puede mejorar el rendimiento en el dominio del tiempo al proporcionar tasas de cambio más rápidas y un comportamiento más suave de la forma de onda. Muestras adicionales pueden mejorar significativamente la pureza en el dominio de la frecuencia al suavizar las transiciones punto a punto y eliminar las imágenes de frecuencia.

La plataforma de instrumentación PXI fue creada para servir a pruebas automatizadas con buses de datos rápidos y activación multiinstrumento. Los generadores de forma de onda PXIe-54x3 amplían estas funciones integradas de PXI con motores de generación independientes en cada instrumento multicanal y un modo de lista de frecuencias para la ejecución rápida de barridos de frecuencia.

Motores de generación independientes y secuenciación

Al utilizar generadores de formas de onda arbitrarias PXI-54x3, tenga en cuenta que cada canal tiene un motor de generación independiente que produce la señal de salida. Esto proporciona una ventaja clara sobre otros instrumentos de 2 canales que pueden tener un solo motor.

Si un instrumento tiene un solo motor, sus canales deben compartir gran parte de su configuración y ejecución. Por ejemplo, los dos canales de un generador de forma de onda con un motor potencialmente tendrían que compartir disparadores, marcadores y eventos del motor. Al tener dos motores separados en el generador de forma de onda, cada canal puede tener su propia configuración para activadores y marcadores, e incluso para guiones de formas de onda. Con los generadores de formas de onda arbitrarias PXIe-54x3, solo deben compartirse la fuente de reloj de referencia y los recursos de hardware específicos. Por ejemplo, los dos motores deben compartir la única entrada externa de disparo PFI, pero PXI ofrece muchos disparadores internos de sistema, por lo que los motores no tienen que compartir estos.

Lo más importante es que los canales de un generador de forma de onda con dos motores de generación separados pueden iniciar y detener la generación de señales de forma completamente independiente. Esta función puede resultar en una mayor densidad de canales o en el uso de menos ranuras PXI en un sistema de prueba. Algunas aplicaciones requieren múltiples canales que operen de manera independiente. Si su generador de formas de onda no tiene motores de generación independientes, su aplicación puede requerir dos dispositivos y, por lo tanto, dos ranuras PXI.

Modo de lista de frecuencias

Puede usar el modo Lista de frecuencias para avanzar rápidamente por una lista predefinida de valores de frecuencia en el modo de función estándar y crear saltos y barridos de frecuencia. Esto ayuda a eliminar la intervención del software host y le permite avanzar en la lista usando disparadores digitales o contadores internos temporizados por hardware. El motor del modo Lista de frecuencias ajusta la frecuencia con continuidad de fase. Debido a esta continuidad de fase, puede crear un barrido mediante una serie de pequeños pasos con temporización a través de contadores de hardware. Al usar esta característica, puede reducir significativamente el tiempo de pruebas que involucran una serie de generaciones de funciones estándar sin necesidad de crear secuencias de formas de onda arbitrarias.

Los generadores de forma de onda PXI están basados en la arquitectura PXI abierta y modular que reduce el costo de prueba y acorta el tiempo de comercialización de dispositivos en muchas industrias, incluyendo aeroespacial/defensa, transporte y semiconductores.

Prueba aeroespacial y de transporte

Los generadores de forma de onda arbitraria PXIe-54x3 tienen una oscilación de voltaje de 24 Vpp en cargas de alta impedancia y generan muchos tipos de señales con precisión y exactitud. Este amplio rango de voltaje y la precisa representación de la señal permiten a los generadores de formas de onda estimular y simular numerosos sensores y subsistemas usados en aviones y vehículos.

Todos los PXIe-5413, PXIe-5423 y PXIe-5433 se programan con el controlador de instrumentos NI-FGEN, el mismo controlador utilizado por varias generaciones anteriores de generadores de formas de onda PXI. El uso consistente de este controlador reduce el esfuerzo necesario para realizar inserciones tecnológicas con esta nueva generación de instrumentos.

Prueba de semiconductores

Los generadores de forma de onda arbitraria PXI-54x3 ofrecen varias características ideales para la validación y prueba de producción de semiconductores. Estos instrumentos flexibles proporcionan un amplio rango de voltaje de salida con muchos niveles de ajuste y la capacidad de generar formas de onda en dominios de frecuencia y tiempo con exactitud.

Los instrumentos flexibles que se adaptan a muchas partes ahorran espacio en los cabezales de prueba y reducen el costo de capital de los probadores. Las versiones de dos canales de los generadores de forma de onda PXIe-54x3 tienen motores independientes, por lo que cada sitio de prueba de un sistema de prueba de validación automatizada o un ATE de producción de semiconductores puede ser dirigido y ejecutarse de forma independiente.

PXI fue diseñado para permitir sincronización y disparo entre todos o subconjuntos de instrumentos dentro y entre chasis PXI. La capacidad de disparo por hardware entre instrumentos puede reducir significativamente el tiempo de ejecución de secuencias de prueba y acortar los tiempos de prueba en general.

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