NI 切換器的優勢

NI 提供高密度的切換功能,適用於從 DC 到 RF 的各種 I/O 點。這些切換器的應用範圍涵蓋從通用功能測試到更具應用針對性的模組，例如半導體參數測試、高功率故障植入，以及高達 40 GHz 的雷達測試。這些切換器使用各種繼電器類型，例如電磁電樞、簧片、固態與場效電晶體 (FET)。

^{圖 1：NI 提供多款 PXI 切換器,可切換高電壓、高電流與高頻率訊號。}

NI 切換器具備下列優勢,可簡化測試開發流程並降低整體測試成本。

硬體掃描

自動化測試應用常需要發揮最高傳輸率。為了提高系統傳輸率,許多 NI 切換器模組都支援硬體掃描,讓您可將切換器連線清單下載至切換器的內建記憶體,並使用 PXI 背板與其他儀器 (例如數位電錶) 進行通訊。如此可移除與傳統軟體架構掃描清單相關的軟體負擔,並提升掃描清單執行的精確度與速度。

透過硬體時脈交握,量測裝置 (例如數位電錶或 RF 分析儀) 會在每次量測後發出數位脈衝,從而觸發切換器以關閉掃描清單中的下一個連線。由於整個量測序列採硬體時序,而且沒有額外的軟體延遲,因此此流程可確保最佳產能。圖 2 說明了此過程。

^{圖 2：透過切換器與數位電錶交握功能,即可建立硬體時序的掃描清單。}

基於這樣的精確度,額外的軟體活動 (例如新增額外的資料處理) 不會像在使用軟體掃描時一樣影響硬體交握測試的結果。

表 1 顯示硬體交握的執行時間縮短。以下是使用 FET 架構的多工器與 NI PXI DMM 執行 1,000 次切換 DMM 掃描的基準結果。使用硬體交握導致執行時間延長超過 46%。此外,請注意,硬體交握使用案例更容易因應額外的軟體處理作業,進而大幅減慢執行軟體掃描的速度。

^{表 1：掃描有助於進行硬體時序量測,並提高產能。}

預測性維護 

NI PXI 切換器模組可追蹤並儲存模組內建的繼電器週期數。您可以使用繼電器數資訊來預測切換器模組的使用壽命何時接近結束。有了這項功能,您就能簡化辨別需要更換的繼電器的流程,並避免成本高昂的停機時間。

某些矩陣切換器配備了內建的 NI Switch Health Center,用於診斷繼電器故障的工具。切換器狀態中心會測試特定模組內的每個繼電器,並產生圖形化報告,說明哪個繼電器處於開路或關機狀態。 

^{圖 3：切換器狀態中心針對特定矩陣切換器提供完整的維護工具。}

NI 也提供數種切換器模組,可使用 FET 與固態繼電器 (SSR)。由於這些元件沒有行動零件,因此機械使用壽命極長。 

規範與安全性 

所有 NI 切換器模組一律由合適的認證單位承認。視國家/地區、州或公國而定,認證可能需要在該地區內部使用。某些認證 (例如 CE) 的規範可透過內部測試。不過,許多模組需要由第三方認證單位進行額外的合規性測試。

^{圖 4：NI 切換器模組一律通過合適的電壓準位認證。}

所有具有額定電壓大於 60 VDC 或 30 VAC 與 42.2 V_p 的 NI 模組,一律視為高電壓模組。這些模組均通過 UL (以及 VDE 或 Demko (如有必要) 的認證,以確保符合所有安全法規。

整合與支援 

除了各式各樣的 PXI 切換器之外,NI 也提供其他 PXI 架構儀器,例如示波器、函式產生器與 RF 產生器/分析儀,可搭配系統層級的服務與支援,建立完全整合的自動化測試系統。透過 NI 系統保證計畫,您就能得到完整組裝與測試的 PXI 系統、安裝的軟體,以及系統的客制化說明文件。NI 系統保證計畫的其他等級可將標準 3 年保固延長至 3 年或 5 年,確保您可享有 PXI 機箱內所有模組的維修服務。身為數十億美元的公司,NI 也能提供客制化服務,例如進階維修選項、全球管理備料、預防維護與生命週期工程等,協助您建立與維護長期測試系統。

^{圖 5：NI 系統保證計畫可讓您輕鬆快速地讓系統開始運作。}

此外,NI 切換器軟體已針對 NI TestStand、LabVIEW 與 LabWindowsTM/CVI 等軟體環境進行最佳化處理,並經過完整測試,確保任何 PXI 架構的切換器都能發揮最佳軟體體驗。此外,全球的 NI 應用工程師不僅能針對 NI 切換器相關問題提供在地支援,還能協助解決其他 NI PXI 產品與 NI 軟體相關問題。NI 可支援測試系統中的其他軟硬體元件,進而簡化初始開發體驗,並確保系統正常運作。

NI 提供完整的切換軟體工具,提供各式各樣的功能,從互動式開啟與關閉繼電器,到開發可與測試管理軟體互動的應用層級軟體。此外,NI-SWITCH 驅動程式可提供與其他 NI Instrument Drivers 一致的軟體體驗,讓您能夠重複使用其他儀器的訓練與知識。

軟體人機介面

NI 切換器配備互動式軟體人機介面,可協助您快速開始使用模組,並執行繼電器開啟與關閉的基本操作。軟體人機介面可針對主動式切換器連線提供即時狀態更新,並可讓您在測試執行期間監控與編輯繼電器連線。此外,您可以透過切換器軟體人機介面查看內建繼電器數量,以查看每個繼電器在其使用壽命期間的致動次數。

^{圖 6：軟體人機介面可在切換模組中互動控制繼電器。}

使用 LabVIEW 或 LabWindows/CVI 進行程式設計

NI PXI 切換器採用 NI-SWITCH 驅動程式進行程式設計,可為所有 NI 切換器提供一致的驅動程式與程式設計介面,無論是模組或拓撲。NI-SWITCH 驅動程式經最佳化處理,非常適合用於 LabVIEW、LabWindows/CVI 及 NI Measurement Studio 之類的程式設計環境。由於 NI SMU 能緊密整合開發與測試作業,因此能發揮更勝傳統第三方 Instrument Drivers 的使用體驗。下列清單詳列 NI 切換器的部分軟體功能:

• 內建量測面板
• 入門程式範例
• 詳細的整合式 LabVIEW 輔助說明
• 完整的錯誤處理與傳訊功能

^{圖 7:NI-SWITCH 與 NI-DMM 驅動程式中的範例程式會說明如何將切換器搭配其他儀器使用。}

除了這些基本的程式設計 API,NI 也提供名為 NI Switch Executive 的軟體程式設計組合,可將切換器程式設計抽象化,進而加快系統的開發速度。NI Switch Executive 提供下列功能:

• 失真: 要處理數千個通道而不進行抽象化,既困惑又耗時。透過失真功能,可直覺化方式命名通道與路由,以簡化程式設計。
• 圖形化設定: 適用於 NI 切換器的 Graphical Route Configuration Utility 可讓設定進行簡單的點選操作。使用切換圖示而非文字欄位,即可建立個別路由或路由群組。您也可以透過此互動式公用程式自訂通道名稱,並定義硬接線通道。
• Excel 整合: 您可以使用匯入/匯出功能將虛擬裝置匯出至檔案,並在 Microsoft Excel 中開啟。接著使用文字編輯功能與進階公式,即可編輯您的設定並擴充通道數。當您對變更感到滿意時,可以將設定重新匯入至新的或現有的虛擬裝置。Excel 的文字編輯功能可大幅節省程式設計時間。

^{圖 8：NI Switch Executive 能提高抽象化與節省程式設計時間。}

此外,NI Switch Executive 可透過互動式除錯、檢驗、與報表製作工具,以簡化 LabVIEW 與 LabWindows/CVI 的維護作業。您也可以從 NI TestStand 原生呼叫 NI Switch Executive 路由與路由群組,進而簡化開發流程並大幅提升自動化測試系統的程式碼重複使用率。NI Switch Executive 與 NI TestStand 為 NI Developers Suite Core Package 中的 2 款自動化測試專用軟體工具。

無論是模組或系統層級,NI PXI 切換器都能發揮諸多優勢,例如可協助您提高產能與開發效率的工具,或是與 PXI 機箱內的其他儀器緊密整合。此外,NI 也提供完整的軟體體驗,協助您快速建立並執行長期測試系統,並進行開發與維護。PXI 規格提供數百種不同的切換拓撲,以及多種繼電器類型與 I/O 規格。

^{LabWindows 標誌經 Microsoft Corporation 授權使用。Windows 是 Microsoft Corporation 在美國和其他國家/地區的註冊商標。}