文/gongkong 張瑩

導(dǎo)語(yǔ)：創(chuàng)新已被提到國(guó)家戰(zhàn)略的高度，成為把脈一個(gè)企業(yè)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力。在這個(gè)市場(chǎng)發(fā)展日新月異變化的今天，創(chuàng)新并不僅僅是擁有卓越的技術(shù)。作為一家全球測(cè)試測(cè)量行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者——美國(guó)國(guó)家儀器有限公司（簡(jiǎn)稱NI），它每一次新產(chǎn)品的推出，都為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)做出了積極的貢獻(xiàn)，也向人們?cè)忈屩萍紕?chuàng)新的內(nèi)涵。

        近日，北京國(guó)家會(huì)議中心迎來(lái)了第八屆PXI技術(shù)和應(yīng)用論壇，作為國(guó)內(nèi)最大的年度PXI專業(yè)論壇，每年NI都會(huì)借此平臺(tái)發(fā)布基于PXI平臺(tái)的新產(chǎn)品。今年，NI再次通過(guò)這一平臺(tái)發(fā)布了多款基于PXI的最新產(chǎn)品，其中，NI與泰克合作推出的業(yè)內(nèi)最高性能PXI（NI PXIe-5185/86）數(shù)字化儀受到了媒體和業(yè)界的廣泛關(guān)注。這一高性能PXI數(shù)字化儀產(chǎn)品的推出，刷新了PXI數(shù)字儀表的產(chǎn)品目錄，進(jìn)一步擴(kuò)展了數(shù)字化儀在自動(dòng)化測(cè)試應(yīng)用中的性能。為此，中國(guó)工控網(wǎng)記者采訪了NI全球研發(fā)副總裁Robert Canik。

 
技術(shù)先進(jìn)，領(lǐng)跑行業(yè)

       PXIe-5185/86數(shù)字化儀是NI與泰克合作推出的業(yè)內(nèi)最高性能PXI數(shù)字化儀，它融合了兩家之優(yōu)勢(shì)，充分體現(xiàn)了技術(shù)領(lǐng)先性，領(lǐng)跑行業(yè)發(fā)展。

中國(guó)工控網(wǎng)：PXIe-5185/86數(shù)字化儀是NI與泰克公司聯(lián)合推出，請(qǐng)您介紹一下這兩款產(chǎn)品如何體現(xiàn)其技術(shù)先進(jìn)性？

NI Robert：這兩款數(shù)字儀是與泰克公司合作開(kāi)發(fā)的，為客戶提供了3GHz和5GHz兩種帶寬選擇，其采樣率達(dá)到12.5GS/s。全新PXI數(shù)字化儀結(jié)合了泰克在高速數(shù)字化儀前端設(shè)計(jì)方面的優(yōu)勢(shì)和NI在軟件定義的模塊化儀器領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。這一產(chǎn)品的發(fā)布也是NI堅(jiān)持長(zhǎng)期在PXI平臺(tái)上投入的又一體現(xiàn)。

       PXI作為一個(gè)模塊化架構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，便于快速利用各種最新的商業(yè)可用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，將泰克高采樣率ADC整合到PXI架構(gòu)中就是一個(gè)很好的例子。全新數(shù)字化儀中采用了泰克專利ASIC芯片，它是進(jìn)行高速信號(hào)采集的基礎(chǔ)，具有低噪音、高線性度等特點(diǎn)，并且基于高可靠性的IBM 7HP SiGe技術(shù)實(shí)現(xiàn)。泰克的Enabling Technology技術(shù)保證了極佳的信號(hào)保真度，并可實(shí)現(xiàn)超低抖動(dòng)特性。極低的500飛秒（RMS）抖動(dòng)確保了5GHz時(shí)的有效位數(shù)（ENOB）可達(dá)5.5比特。

       NI專利技術(shù)為全新數(shù)字化儀提供高數(shù)據(jù)吞吐量，實(shí)現(xiàn)更快的測(cè)試速度，利用領(lǐng)先的多模塊定時(shí)與同步技術(shù)可進(jìn)一步創(chuàng)建高通道數(shù)的集成測(cè)試系統(tǒng)。

中國(guó)工控網(wǎng)：作為NI PXIe—5185/86數(shù)字化儀設(shè)計(jì)的合作者，請(qǐng)問(wèn)泰克公司在本次產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)中做了哪些貢獻(xiàn)？隨著市場(chǎng)的變化，NI與泰克是否會(huì)考慮產(chǎn)品的升級(jí)換代？

NI  Robert：泰克公司經(jīng)過(guò)65年的發(fā)展已經(jīng)成為了設(shè)計(jì)領(lǐng)先示波器制造商，泰克主要致力于專用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及多路分離和復(fù)用ASIC等技術(shù)的研發(fā)。基于泰克的實(shí)力，在本次的合作中，泰克公司主要進(jìn)行了設(shè)計(jì)高帶寬、功能全的模擬前端以及將泰克高采樣率ADC整合到PXI架構(gòu)中。

       關(guān)于未來(lái)產(chǎn)品的升級(jí)換代，我們認(rèn)為這個(gè)主要是根據(jù)客戶和市場(chǎng)的需求而定，具體到某一個(gè)產(chǎn)品，還是要經(jīng)過(guò)市場(chǎng)的考察。

中國(guó)工控網(wǎng)：對(duì)于一個(gè)新產(chǎn)品而言，既要體現(xiàn)技術(shù)先進(jìn)性同時(shí)又要保證產(chǎn)品的品質(zhì)，請(qǐng)問(wèn)NI是如何做到這兩點(diǎn)的？

NI  Robert：該款數(shù)字儀是業(yè)界最高性能的PXI數(shù)字儀，它具有卓越的采集性能和較高的靈敏度。采樣率主要表現(xiàn)在它所使用的ADC是泰克示波器中也使用的，是基于IBM 7HP（高性能）SIGe處理節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的。這是一個(gè)四路交叉采樣的流水線型8位ADC，使用專有的主次逼近型架構(gòu)，具有單時(shí)鐘輸入，可實(shí)現(xiàn)12.5GS/s的最大采樣率。

       ENOB是靈敏度的一個(gè)衡量指標(biāo)，他描述了經(jīng)過(guò)數(shù)字化之后的波形逼近原模擬波形的程度，表述了噪聲與失真的影響。使用ENOB能夠反映差分非線性、積分分線性、遺漏碼、噪聲等誤差來(lái)源的影響。

       NI對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有著極高的要求，保證每一個(gè)元器件的品質(zhì)，在產(chǎn)品出廠前都會(huì)經(jīng)過(guò)嚴(yán)苛的測(cè)試和檢驗(yàn)。另外，對(duì)于PXI平臺(tái)來(lái)說(shuō)，往往需要通過(guò)系統(tǒng)集成工作來(lái)實(shí)現(xiàn)最終應(yīng)用，因此我們一直認(rèn)為除了關(guān)注硬件本身的質(zhì)量之外，軟件與支持服務(wù)有著同等重要的地位。

應(yīng)用體現(xiàn)價(jià)值

         用戶在評(píng)價(jià)一款新產(chǎn)品其性能好與壞時(shí)，并不只局限于產(chǎn)品本身技術(shù)性的先進(jìn)與可靠，往往更在意它的應(yīng)用價(jià)值。

中國(guó)工控網(wǎng)：請(qǐng)問(wèn)這款數(shù)字儀主要適用于哪些行業(yè)？它具有什么樣的優(yōu)勢(shì)？

NI  Robert：該數(shù)字化儀適用于3U PXI Exprsee平臺(tái)，它能以700MB/S的速率進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸，并且多個(gè)模塊間的通道同步精度可達(dá)160ps。這些功能使全新數(shù)字化儀成為自動(dòng)化生產(chǎn)測(cè)試、半導(dǎo)體ATE和高能物理測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)用的理想之選。

       由于該數(shù)字化儀是基于PXI平臺(tái)的，特別針對(duì)自動(dòng)化測(cè)試與驗(yàn)證應(yīng)用而設(shè)計(jì)，軟件對(duì)系統(tǒng)集成的重要作用不言而喻。全新數(shù)字化儀可結(jié)合NI LabVIEW圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)行儀器控制與自動(dòng)化應(yīng)用；同時(shí)也可利用NI LabWindows/CVI ANSI C軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境或Microsoft Visual Studio .NET開(kāi)發(fā)工具，使用各種語(yǔ)言進(jìn)行編程。工程師可以使用NI-SCOPE儀器驅(qū)動(dòng)以及全新LabVIEW抖動(dòng)分析工具包加速開(kāi)發(fā)。LabVIEW抖動(dòng)分析工具包提供了豐富的函數(shù)庫(kù)，可用于抖動(dòng)、眼圖和相位噪聲等測(cè)量。

中國(guó)工控網(wǎng)：據(jù)悉，NI高速數(shù)字化儀涵蓋從PXI-5125到PXIe-5186等一系列產(chǎn)品，那么NI數(shù)字化儀為何適用于自動(dòng)化測(cè)試應(yīng)用？

NI  Robert：NI不僅在軟件設(shè)計(jì)方面具有核心競(jìng)爭(zhēng)力，其硬件與集成系統(tǒng)與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比同樣具有競(jìng)爭(zhēng)力。以NI高速數(shù)字化儀為例，可以看出模塊化儀器具有三個(gè)主要設(shè)計(jì)特征，使其適用于自動(dòng)化測(cè)試：高數(shù)據(jù)通量、精確的通道間同步、能夠很容易的與其他類型儀器設(shè)備集成。

       帶寬和延遲時(shí)間通常是自動(dòng)化測(cè)試中最受關(guān)注的指標(biāo)，這兩個(gè)指標(biāo)決定了整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的整體速度性能。NI高速數(shù)字儀基于PXI平臺(tái)構(gòu)建，這一平臺(tái)能夠針對(duì)多種應(yīng)用提供高速性能，通過(guò)PCI和PCI Express總線實(shí)現(xiàn)高帶寬和低延遲，PXI Express是基于高速PCI Express技術(shù)的一種PXI總線，可以達(dá)到幾個(gè)GB/s的系統(tǒng)通量，其具體速率取決于所選的機(jī)箱和控制器。PXI和PXI Express總線的數(shù)據(jù)傳輸速率顯著高于GPIB、USB或LAN總線。

       儀器的同步可以使用多種不同的方法，但是主要關(guān)注的指標(biāo)是采樣時(shí)鐘速率和多個(gè)設(shè)備時(shí)鐘之間的相位差，如果在測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段沒(méi)有充分考慮同步精度指標(biāo)，則測(cè)量誤差將最終導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)完美的同步指標(biāo)關(guān)鍵是采樣時(shí)鐘的對(duì)齊和觸發(fā)信號(hào)，NI SMC技術(shù)是NI高速數(shù)字化儀的基礎(chǔ)，基于專利設(shè)計(jì)，采用一個(gè)單獨(dú)的時(shí)鐘域信號(hào)來(lái)使能觸發(fā)信號(hào)的發(fā)送和接收。這一時(shí)鐘域信號(hào)稱為觸發(fā)時(shí)鐘，可以在NI數(shù)字化儀和其它儀器的通道之間實(shí)現(xiàn)皮秒級(jí)的同步。

       測(cè)試系統(tǒng)通常由許多類型的儀器組成，包括信號(hào)源、測(cè)量?jī)x器和開(kāi)關(guān)陣列等。PXI平臺(tái)涵蓋了眾多的應(yīng)用領(lǐng)域，其模塊包括模擬和數(shù)字I/O、高速儀器、機(jī)器視覺(jué)、運(yùn)動(dòng)控制和各種總線接口。使用PXI系統(tǒng)和NI集成模塊化儀器，不僅可以在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)一個(gè)綜合的測(cè)試系統(tǒng)，同時(shí)，由于機(jī)箱內(nèi)的模塊可以實(shí)現(xiàn)皮秒級(jí)的同步精度，可保證測(cè)量的質(zhì)量和重復(fù)性精度。

       此外，正如我前面所說(shuō)，無(wú)論是何種應(yīng)用，最終將模塊化儀器集成在一起、起到整合作用的關(guān)鍵是軟件。NI在軟件方面的優(yōu)勢(shì)也進(jìn)一步降低了用戶使用該數(shù)字化儀構(gòu)建系統(tǒng)的復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)集成效率。

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