Flexibel wie Sie selbst!

Die Modulvielfalt der auf CompactPCI/PXI aufbauenden
Oszilloskopvarianten erlaubt den Einsatz in den vielältigsten
Anwendungen, wie z. B. zur Spektralanalyse, Schwingungsanalyse, zerstörungsfreie Materialprüfung oder Kabelprüfung.

Der Anwender kann, wenn er sich für eine industrietaugliche, standardisierte, modulare Plattform auf der Basis von CompactPCI/PXI entschieden hat, nicht nur auf unterschiedliche Ausführungsvarianten bzgl. der Basis (Chassis), Controller (Rechner und Betriebssystem) und Module (Oszilloskope, Multimeter, Funktionsgeneratoren, Schalter, CAN Bus Controller, Bildverarbeitung, etc.), sondern auch auf die Produkte von über 200 Herstellern in diesem Bereich zurückgreifen. Dadurch wird er zum einen unabhängig von einem dezidierten Hersteller und zum anderen steht ihm eine fast unerschöpfliche Vielfalt an Modulen für die unterschiedlichsten Anforderungen zur Verfügung. Während ein klassisches “Ready-to-run”-Oszilloskop trotz der integrierten Rechnertechnologie nach wie vor für den Anwender ein geschlossenes System mit begrenzten, herstellerdefinierten Möglichkeiten darstellt, gelingt einem PXI-System spielend der Brückenschlag zwischen der strikten Vorgabe “Ready-to-run” einerseits und einem vollständig offenen, in mehrere Richtungen skalierbaren, anwenderdefinierten System andererseits.

Fallbeispiel Oszilloskop
Möchte man sich z. B. ein Oszilloskop nach diesem Plattformkonzept von National Instruments zusammenstellen lassen, so kann man als Basis dieser PXI-Plattform z. B. ein PXI 1025 MegaPAC (Bild 1) wählen. Diese Basis besteht aus einem tragbaren Chassis mit eingebautem 10,4”-LCD-Display, ausklappbarer Tastatur mit integrierter Maus, CD-ROM Laufwerk sowie der Möglichkeit, neben einem PXI Controller sieben weitere PXI-Module im 3U-Formfaktor aufzunehmen, die mittels der bereits integrierten Backplane-Leitungen miteinander synchronisiert und getriggert werden können.
In diese Basis wird nun ein industrietauglicher PC im 3U-Formfaktor integriert, z. B. ein NI-8175 (866 MHz Intel Pentium III, 10-GByte-Festplatte, 128 MB RAM, 100BaseTX Ethernet Controller, zwei RS-232, eine parallele Schnittstelle, zwei USB, eine PS/2, 3,5”-Floppy/1,44 MB, PXI-Trigger Bus I/O, Windows 2000), der die Steuerung des Systems sowie die Datenaufnahme, -verarbeitung und -weitergabe an Datenbanken oder übergeordnete Leitsysteme übernimmt (Bild 2).
Als dritte Komponente dieser Oszilloskopvariante von National Instrument könnte nun z. B. eine PXI-5112 (auch als PCI-Variante für Standard PCs erhältlich) eingebaut werden (Bild 3). Bei der PXI-5112 handelt es sich um eine Hochgeschwindigkeits-Digitalisiererkarte auf PXI-Basis. Sie ermöglicht die simultane Abtastung von zwei Kanälen mit Signalabtastraten von 1 Sample/s bis zu 100 MSamples/s in Echtzeit sowie 200 MSamples/s bis 2,5 GSamples/s im Random-Interleaved-Abtastverfahren. Die maximale vertikale Auflösung beträgt bei einer Bandbreite von 100 MHz 8 Bit. Zudem besteht die Möglichkeit, die Bandbreite mittels zuschaltbarer Tiefpassfilter an den Eingangskanälen auf 20 MHz zu begrenzen, um Störeinflüsse, die oberhalb dieses Bereichs liegen, auszufiltern. Der “On-Board”-Speicher ist standardmäßig mit 16 MB pro Kanal bestückt, kann aber optional auf bis zu 32 MB pro Kanal erweitert werden. Er dient entweder als zirkulärer Puffer bei der kontinuierlichen Erfassung, oder aber als sogenannter Multiple-Record-Puffer, der es erlaubt, ohne softwaremäßige Eingriffe mehrere, aufeinanderfolgende Triggerereignisse zu erfassen, und das bei minimalen, ausschließlich hardwareabhängigen Rekonfigurationszeiten in der Größenordnung von 500 ns. Die PXI-5112 bedient dabei einen Eingangsspannungsbereich von ±25 mV bis ±25 V, einstellbar in 10 Prozent-Schritten. Eine mittels Software selektierbare AC-/DC-Kopplung ermöglicht zudem die problemlose Erfassung selbst kleiner AC-Spannungen mit hohem DC-Anteil. Die Eingangswiderstände der beiden Kanäle sind ebenfalls via Software veränderbar. Sie können entweder 1 M? oder 50 ? parallel zu 30 pF betragen (Bild 4).
Die Karte bietet darüber hinaus die Möglichkeit der Pre- und Posttrigger-Messwerterfassung in Verbindung mit digitaler und analoger Triggerung (Bild 5). Zwei digitale Triggereingänge stehen an den programmierbaren Funktionsein-/ausgängen (PFI1/PFI2) zur Verfügung. Diese Eingänge lassen sich via Software für die Erfassung der steigenden/fallenden Flanke des digitalen Triggersignals konfigurieren. Zur analogen Triggerung kann Kanal 1, Kanal 2 oder ein separater analoger Triggereingang verwendet werden. Auch die Synchronisierung der Triggerung und Erfassung mehrerer Steckkarten oder externer Geräte ist entweder über den integrierten RTSI-Bus (Real-Time-System-Integration-Bus) für PXI-Module oder über die von vorne zugänglichen PFI-Pins (Programmable Function Input/Output Pins) z. B. für CompactPCI-Module bzw. externe Geräte gegeben. Zu den weiteren Highlights dieses Hochgeschwindigkeits-Digitalisierers gehört die softwaremäßige Kalibrierung, bei der die in ihrem Verlauf ermittelten Werte in einem “On-Board”-EEPROM abgelegt werden.
Da zum Lieferumfang dieser Karte nicht nur ein Application Programming Interface in Form einer High-Level 32-bit Dynamic Link Library (IVI-Instrumententreiber) gehört, sondern zudem bereits eine “Ready-to-run”-Oszilloskop-Softwareapplikation (NI-Scope) mit ausgeliefert wird, ist es auch für einen “Nichtprogrammierer” möglich, nach dem Zusammenbau der Komponenten und Installation der NI-Scope Software dieses Oszilloskop sogleich in Betrieb zu nehmen. Mit dem von National Instruments angebotenen PXI-Installations Service kann zudem auch jeder Anwender auf ein bereits fix und fertig installiertes, konfiguriertes und getestetes Oszilloskop auf Basis von National Instruments PXI-Komponenten zurückgreifen.
Dank der mitgelieferten intelligenten IVI-Treibersoftware ist aber auch eine mühelose Integration dieses Digitalisierers in eigene Applikationen höherer Komplexität, die mittels eines gängigen Hochsprachen-Compilers (MS-Visual C++, MS-Visual Basic, LabVIEW, LabWindows/CVI) entwickelt werden, realisierbar.

National Instruments
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