PXIe-54x3任意波形发生器系列
概述
新版PXIe-5413、PXIe-5423和PXIe-5433任意波形发生器实现-92 dB的无杂散动态范围和435 fs的系统整合抖动，并结合专用标准波形生成引擎，实现精确波形调节。通过新的分数重采样架构实现任意波形生成，不受用户采样率限制，仍提供相似的动态范围和抖动性能。用户还将受益于承袭PXI特性的高速波形数据流和多仪器同步功能。
PXIe-54x3任意波形发生器的关键特性包括：
- 单通道或双通道16位，更新速率为800 MS/s，带宽20、40和80 MHz可选
- 输出范围最大±12 V，最小±7.75 mV
- 单个PXI机箱中可组合高达34个通道，构建并行高通道数系统
- 支持基于 PCI Express x4 Gen 1 链路的波形序列生成与波形数据流
内容
图1：PXIe-5413、PXIe-5423和PXIe-5433提供1通道和2通道选项，以及20、40和80 MHz的最大正弦波带宽变体。
表1：NI提供一系列任意波形发生器，以满足多种自动化测试系统的需求。
PXIe-54x3波形发生器模拟性能
现代工程挑战要求不断提升信号的保真度和精度。PXIe-54x3仪器使用一个或两个独立的16位数模转换器(DAC)生成在整个通带范围内具有出色正弦波平坦度的信号。这些波形发生器内置的数字滤波提供纯净、平滑的信号，并可选择放弃频域纯度以换取更快的上升时间和时域信号特性。
正弦波平坦度性能
PXI波形发生器包含平坦度校准，确保设备全带宽范围内的精确正弦波性能。传统设备通常在接近标称仪器带宽处出现特征性滚降，而PXIe-54x3任意波形发生器通过校正滚降，实现频率范围内的性能一致性。
图2：PXI波形发生器设计用于在仪器的通带范围内生成幅值平坦的正弦信号。
数字滤波
PXIe-54x3任意波形发生器的数据路径采用数字滤波技术，在任意生成模式下去除信号中的不需频率镜像，该特性在其他模式中不可用。许多任意波形发生器中，信号的频率镜像出现在编程采样率的整数倍处。启用滤波器后，输出信号带宽受限且频率镜像被去除，从而获得更纯净、清晰的输出信号。唯一缺点是去除了信号的高频成分，导致信号幅度发生大幅变化时的边沿斜率降低。您可以禁用滤波器，从而包含高频成分，使用户自定义波形的输出电压在采样间尽可能快速变化。
图3：PXIe-54x3任意波形发生器的硬件架构使其具备卓越的模拟性能，并支持独立通道生成、波形数据流及多仪器同步。
NI-FGEN仪器驱动程序
NI PXI波形发生器通过NI-FGEN驱动程序进行编程，该驱动程序包含业界领先的API，并兼容LabVIEW、C和C#等多种开发环境。为确保波形发生器长期互操作性，NI-FGEN驱动API与所有历史及当前NI波形发生器使用的API一致。驱动程序还可提供帮助文件、文档说明和数十个可立即执行的范例，这些范例可作为您开发应用程序的开端，同时配备交互式软面板，实现开箱即用的完整功能。下载NI-FGEN驱动程序。
图4：三十年来，NI-FGEN驱动程序一直用于编程最新的PXI波形发生器，功能一致、兼容性强。
该交互式软面板提供标准函数及文件输入的任意波形输出。您还可以通过调整触发源和模式、幅值、偏移和频率设置，进一步配置仪器。此外，您还可以在故障排除期间对仪器进行复位、校准和自检。
图5：InstrumentStudio软面板整合了多个NI仪器的软面板，包括使用NI-FGEN驱动程序的NI函数发生器仪器，可快速生成波形，并支持波形类型、幅值、频率及触发路由等高级设置。
有理分数重采样
PXIe-54x3任意波形发生器输出所有波形，包括标准和任意波形，DAC更新速率为800 MS/s。一个在Xilinx Kintex-7 FPGA上实现的算法用于对用户定义的任意波形进行升采样。上传至PXIe-5413和PXIe-5423的任意波形最大采样率为200 MS/s。启用数字滤波器时，PXIe-5433支持最高400 MS/s的用户定义波形；禁用滤波时，最高支持250 MS/s。提升任意波形的采样率能够改善时域性能，体现为更快的斜率和更平滑的波形特性。更多的采样点还能显著提升频率域纯度，通过平滑点对点过渡并消除频率镜像来实现。
自动化测试功能
PXI仪器平台通过快速数据总线和多仪器触发功能支持自动化测试。PXIe-54x3波形发生器扩展了PXI内的这些内置功能，每个多通道仪器具有独立的生成引擎，并带有用于快速执行扫频的频率列表模式。
图6：您可以将PXIe-54x3波形发生器与NI的600个PXI模块或来自近60家供应商的1500个PXI模块中的任意模块组合，构建更智能的测试系统。
独立生成引擎和序列生成
使用PXIe-54x3任意波形发生器时，每个通道都有独立的生成引擎负责输出信号。这相较于其他可能仅有单一引擎的双通道仪器，是一大显著优势。
如果仪器仅拥有一个引擎，其通道必须共享许多配置和执行资源。例如，单引擎双通道波形发生器的两通道可能需要共享触发器、标记和引擎事件。采用两个独立引擎的波形发生器中，每个通道可独立配置触发器、标记甚至波形脚本。在PXIe-54x3任意波形发生器中，只有参考时钟源和特定硬件资源需要共享。例如，两个引擎共享唯一的外部PFI触发输入，但PXI系统内部拥有丰富的系统触发资源，引擎间无需共享这些触发。
最重要的是，具备两个独立生成引擎的波形发生器通道可以完全独立地启动和停止信号生成。此功能最终可实现更高通道密度或减少测试系统中使用的PXI插槽数量。部分应用需要多个独立运行的通道。若波形发生器不具备独立生成引擎，则该应用可能需使用两个设备，即占用两个PXI插槽。
频率列表模式
您可以使用频率列表模式，快速逐步执行标准函数模式中的预定义频率列表，实现跳频和扫描。此功能让您无需通过主机软件介入，能使用数字触发或硬件定时内部计数器推进频率列表。频率列表模式引擎以相位连续方式调整频率。基于这种相位连续性，您可以通过硬件计数器时序创建一系列小步进，组合成连续扫描。利用此功能，您能够显著缩短涉及多次标准函数生成的测试时间，无需创建任意波形序列。
图7：基于软件的PXI测试系统缩短上市时间，提高测试吞吐率，并降低整体测试成本。模块化仪器使您能够合理规划测试能力，并通过周期性的技术更新保障测试系统的未来适应性。
主要应用领域
PXI波形发生器基于开放模块化的PXI架构，降低了测试成本并缩短了航空航天/国防、运输和半导体等多个行业设备的上市时间。
航空航天和运输测试
PXIe-54x3任意波形发生器在高阻抗负载下电压摆幅达到24 Vpp，能精确生成多种信号类型。该大电压摆幅与高精度信号表现使波形发生器能准确激励和模拟飞机及车辆中的多种传感器和子系统。
PXIe-5413、PXIe-5423和PXIe-5433都采用NI-FGEN仪器驱动程序编程，此驱动程序亦被多代PXI波形发生器使用。这种仪器驱动的一致性降低了在新一代仪器中进行技术升级的难度。
半导体测试
PXI-54x3任意波形发生器具备多项适合半导体验证和生产测试的特性。这些灵活的仪器具备宽广输出电压范围，多级电压范围可选，能够真实准确地生成频域和时域波形。
这类灵活的仪器能应对多种部件的测试需求，节省测试头空间，降低测试设备资本支出。PXIe-54x3双通道波形发生器拥有独立引擎，因此自动化验证测试系统或半导体生产ATE的各测试点能够独立寻址和执行。
PXI设计支持PXI机箱内及机箱间全部或部分仪器的同步和触发。仪器间硬件触发能力显著减少测试序列执行时间，缩短整体测试时长。
了解详情
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- 考虑将PXIe-5413、PXIe-5423或PXIe-5433作为NI PXI波形发生器套件的一部分购买。