Blog UM Die NI PXI-Plattform fördert Innovationen in den Bereichen Prüfung und Messung

In einer Ära rasanter technologischer Fortschritte bilden genaue und zuverlässige Messsysteme das Rückgrat der Innovation in allen Branchen. Von der Luft- und Raumfahrttechnik bis zur Halbleiterentwicklung, von der Automobil-Elektronik bis zur drahtlosen Kommunikation wächst die Nachfrage nach Hochleistungs-Testlösungen exponentiell. Im Herzen dieser Systeme liegt eine kritische Komponente, die ihre Fähigkeiten bestimmt – das modulare Testchassis.

Traditionelle Testansätze erfordern oft mehrere eigenständige Instrumente, die jeweils eine individuelle Konfiguration und Synchronisation erfordern. Diese Methode birgt erhebliche Einschränkungen:

• Zeitaufwändige Einrichtungs- und Rekonfigurationsprozesse
• Begrenzte Flexibilität bei sich ändernden Testanforderungen
• Hohe Kosten für die Wartung mehrerer Instrumente
• Herausforderungen bei der präzisen Synchronisation über Geräte hinweg

Diese Einschränkungen unterstreichen die Notwendigkeit eines integrierteren, anpassungsfähigeren Ansatzes für die Testsystemarchitektur.

Modulare Instrumentierungsplattformen begegnen diesen Herausforderungen durch standardisierte, austauschbare Komponenten. Der PXI (PCI eXtensions for Instrumentation) Standard kombiniert die Rechenleistung der PC-Technologie mit der Präzision von Instrumenten-Hardware.

Zu den wichtigsten Vorteilen dieses Ansatzes gehören:

• Skalierbare Architektur, die mit den Testanforderungen wächst
• Reduzierter physischer Platzbedarf im Vergleich zu herkömmlichen Instrumenten
• Verbesserte Synchronisation durch gemeinsame Timing-Ressourcen
• Kosteneffizienz durch Wiederverwendung von Komponenten

Das Chassis bildet die Grundlage jedes PXI-Systems und bietet mehrere kritische Funktionen:

Die interne Kommunikations-Backplane ermöglicht eine Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung zwischen Modulen und reduziert die Testzykluszeiten im Vergleich zu herkömmlichen GPIB- oder USB-verbundenen Instrumenten erheblich.

Integrierte Taktverteilung und Trigger-Routing ermöglichen eine Synchronisation im Nanosekundenbereich über mehrere Messkanäle hinweg – unerlässlich für Anwendungen wie die Mehrkanal-Datenerfassung oder die Erzeugung komplexer Wellenformen.

Fortschrittliche Kühlsysteme halten auch unter hoher Verarbeitungsbelastung optimale Betriebstemperaturen aufrecht und gewährleisten so Messgenauigkeit und Langlebigkeit der Geräte.

Moderne Chassis-Designs berücksichtigen durch verschiedene Schlüsselvarianten vielfältige Anwendungsanforderungen:

• Netzbetriebene Einheiten für Laborumgebungen
• DC-betriebene Versionen für mobile oder fahrzeuggebundene Anwendungen

• Kompakte Designs mit begrenzten Steckplätzen für platzbeschränkte Installationen
• Chassis in voller Größe, die bis zu 18 Module für maximale Erweiterbarkeit unterstützen

Einige Chassis-Modelle unterstützen sowohl PXI- als auch SCXI-Module und kombinieren allgemeine Messfähigkeiten mit spezialisierter Signalaufbereitung für anspruchsvolle Analoganwendungen.

Bei der Auswahl eines Chassis sind mehrere technische Spezifikationen sorgfältig zu prüfen:

• Systembandbreitenanforderungen
• Leistungslieferkapazität
• Thermische Dissipationsfähigkeiten
• Physische Platzbeschränkungen
• Zukünftige Erweiterungsbedürfnisse

Die Entwicklung zu PXI Express (PXIe) Standards hat die Leistungsfähigkeit weiter verbessert, wobei einige Chassis-Modelle Datenübertragungsraten von über 24 GB/s unterstützen – dies ermöglicht die Echtzeitverarbeitung von Breitbandsignalen wie Millimeterwellen-RF oder Hochgeschwindigkeits-Digitalprotokollen.

• Controller-Auswahl (embedded vs. remote)
• Softwarearchitektur und Entwicklungsumgebung
• Verkabelungs- und externe Schnittstellenanforderungen
• Mechanische Montageüberlegungen

Bei richtiger Implementierung können modulare Testsysteme erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Ansätzen bieten, darunter reduzierte Entwicklungszyklen, verbesserte Messkonsistenz und niedrigere Gesamtbetriebskosten über den gesamten Produktlebenszyklus.