PXI儀器在電子測量課程的開發(fā)應(yīng)用

--------PXI儀器在電子測量課程的開發(fā)應(yīng)用開題報告研究的背景和意義進入21世紀(jì)以來，隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)和自動化技術(shù)的整體進步，電子測量技術(shù)在世界上已經(jīng)形成了一個較為成熟的發(fā)展環(huán)境，并且在實際的生產(chǎn)中得到了很廣泛的應(yīng)用。電子測量技術(shù)由于其本身具有的應(yīng)用特點在整個現(xiàn)代化生產(chǎn)和科學(xué)研究中都備受重視。隨著電子測量技術(shù)的不斷的改進和完善，測量的精度和效率也日益俱增，這樣給電子測量技術(shù)的發(fā)展起到了非常大的推動作用。人們從20世紀(jì)60年代開始已形成了對自動化測試的需求，而隨著電子技術(shù)的進步，這種需求變得更加明顯，由此促進了由計算機控制儀器的大力發(fā)展。在早期，具有該能力的測試儀器依賴于二進制編碼十進制（BCD）接口，允許并行I/O來控制測試儀器。近些年來，例如GPIB，VXI和PXI這樣的儀器總線取得了巨大的發(fā)展。在我們有多種總線虛擬儀器可供選擇的今天，什么將成為選擇的首要呢？性能和價格最完美的搭配臺式計算機提供了有限的插槽可供我們選擇，有限的模塊及接口板，以來更多的以GPIB和串口擴展自身的功能，同時儀器測量中所要遵從的一系列電磁認證和測試是無法保證的（臺式計算機和工控機沒有相關(guān)的條約來制約）。但毋庸置疑PC方式是成本最低廉的一種方案。NI公司在PC上提供通常精度的示波器、萬用表及信號發(fā)生器。VXI自上世紀(jì)80年代末出現(xiàn)，以它開放、模塊化、高精度、抗干擾、系統(tǒng)集成度較高的特性迅速在測試領(lǐng)域中推廣，但由于使用的總線技術(shù)和身模塊體積等因素而受到制約，同樣它在價位上也處于很高的水平線的開發(fā)，PXI最初是由NationalInstruments公司于1997年發(fā)布，于1998年被采納為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。它是一種專為工業(yè)數(shù)據(jù)采集與儀器儀表測量應(yīng)用領(lǐng)域而設(shè)計的模塊化儀器自動測試平臺。PXI這種新型模塊化儀器系統(tǒng)是在PXI總線內(nèi)核技術(shù)上增加了成熟的技術(shù)規(guī)范和要求形成的。PXI基于CompactPCI，并增加了觸發(fā)，系統(tǒng)時鐘和允許測試儀器之間同步的本地總線。PXI正快速成為測試、數(shù)據(jù)采集和工廠自動化應(yīng)用的首選平臺，它在電子測量技術(shù)中的地位舉足輕重。在測試測量領(lǐng)域，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，PXI技術(shù)已經(jīng)成為主流的模塊化儀器平臺，同時創(chuàng)造了高增長的市場傳奇。全球?qū)⒂谐^30萬套PXI系統(tǒng)被部署在各種不同的應(yīng)用領(lǐng)域?，F(xiàn)在，PXI的應(yīng)用已經(jīng)覆蓋從研發(fā)、驗證到生產(chǎn)等各個階段。模塊化的PXI平臺通過更換模塊的方式即可進行系統(tǒng)的快速升級，這是傳統(tǒng)儀器很難做到的，也是PXI平臺的獨有優(yōu)勢。此外，模塊化架構(gòu)是的PXI平臺具有通道密度高、尺寸更小、測試速度更快等多項固有優(yōu)勢。在集成最新技術(shù)繼而提供高性能測試指標(biāo)上，能夠始終將最新技術(shù)融合到平臺之上則是PXI的另一大優(yōu)勢，現(xiàn)如今，模塊化儀器的性能已經(jīng)媲美甚至超過大多數(shù)的臺式儀器。本課題就PXI在當(dāng)今電子測量領(lǐng)域的應(yīng)用進行進一步分析。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀PXI技術(shù)自問世以來經(jīng)歷了19年的發(fā)展，迄今為止PXI平臺已經(jīng)成為自動化測試和控制的主流平臺。作為測試測量行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，NI是PXI平臺的發(fā)起者，并不斷在這一領(lǐng)域持續(xù)投入以取得更多、更大的突破。回顧這19年的發(fā)展，1997年NI提出PXI標(biāo)準(zhǔn)，以應(yīng)對日益增加的而對復(fù)雜儀器系統(tǒng)的測試需求；2004年NI將FPGA技術(shù)引入PXI平臺，為PXI平臺的發(fā)展帶來的更多的可能性；2012年NI發(fā)布了基于PXI技術(shù)的矢量信號收發(fā)儀，在傳統(tǒng)儀器的模塊化發(fā)展道路上--------又邁進了一步；2016年NI又推出了基于PXI技術(shù)的7位半數(shù)字萬用表，為行業(yè)用戶提供了優(yōu)異的性能與出色的靈活性。作為主流的測控平臺，PXI已經(jīng)在多個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，在國防與航空航天領(lǐng)域，NI推出的PXIe-5668R26.5GHz寬帶寬信號分析儀VSA具有765MHz瞬時帶寬，可以足高性能（微波）雷達測試、信號情報與電子戰(zhàn)等應(yīng)用中的測試需求。在半導(dǎo)體測試領(lǐng)域，基于PXI平臺的測試系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于特征性分析中，NI又推出了專用于產(chǎn)線測試的半導(dǎo)體自動化測試系統(tǒng)NISTS，在滿足模擬、RFIC的測試速度要求的同時，還能大大縮減成本。在汽車電子領(lǐng)域，PXI平臺廣泛應(yīng)用于從原型設(shè)計到產(chǎn)品測試的各個環(huán)節(jié)，例如：PXIFlexRIOHIL系統(tǒng)幫助Subaru大大縮減混合動力汽車測試時間。在無線通信領(lǐng)域，PXI平臺的模塊化儀器使用最快速的CPU和高效的FPGA，確保了最快的測試速度，例如：Harman使用WTS/PXI可以解決多種射頻協(xié)議測試。在5G研發(fā)中，PXI平臺也取得了豐碩的成果，NI與瑞典隆德大學(xué)合作，開發(fā)出了一套擁有100多條天線收發(fā)的大規(guī)模MIMO測試臺，這是5G開發(fā)應(yīng)用中首個基于商用平臺達到該量級和復(fù)雜度的測試臺，成功解決了下一代信系統(tǒng)將面臨的容量和能源問題。另一個案例來自于與諾基亞通訊（Nokia）的合作，通過LabVIEW所搭建的平臺環(huán)境，Nokia成功的將網(wǎng)速提升至10Gbps，比現(xiàn)在的4G網(wǎng)絡(luò)要快40倍，同時該案例也最早實現(xiàn)了毫米級研發(fā)能力，這一網(wǎng)絡(luò)能以73GHz的頻率發(fā)送數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了業(yè)界已經(jīng)過測試試的最快蜂窩技術(shù)。PXIShow是一個專注于全球最熱門的模塊化測試、測量以及自動測試平臺領(lǐng)域的技術(shù)交流盛會。在中國，ThePXIShow自2014年以來成功在北京、上海、西安、成都、武漢舉辦以來，獲得了國內(nèi)測試測量行業(yè)工程師及相關(guān)專業(yè)人員的一致好評。其由PXI聯(lián)盟核心成員發(fā)起并參與，活動期間充分展示了全球領(lǐng)先的PXI總線技術(shù)及其應(yīng)用，為與會者帶來了全新的設(shè)計及測試理念。2017年，ThePXIShow會繼續(xù)在中國的北京、上海、成都、深圳舉辦，旨在使更多的測試測量行業(yè)專業(yè)人員能夠了解PXI總線技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)。研究內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題研究內(nèi)容：PXI儀器在電子測量中的應(yīng)用關(guān)鍵問題：如何在實際電子測量課程中引入PXI儀器如何設(shè)計一個基于PXI儀器的電子測量課程實驗研究方案及措施（一）研究方法1.文獻研究法：搜集整理相關(guān)研究資料，為研究做準(zhǔn)備；2.調(diào)查研究法：通過訪談、統(tǒng)計、、分析等，調(diào)查在電子測量課程中PXI儀器的開發(fā)實例。3.比較分析法：比較國內(nèi)外、不同地區(qū)之間對于PXI儀器的開發(fā)應(yīng)用方式。（二）研究手段以傳統(tǒng)文獻檢索手段為主，輔以網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等手段，開展資料收集、數(shù)據(jù)整理等工作。結(jié)合本人在本科階段的學(xué)科知識，從前人的研究成果出發(fā)，在對前人的研究成果上進行深化和系統(tǒng)化的基礎(chǔ)上，總結(jié)出自己的理解，將PXI儀器應(yīng)用于電子測量課程教學(xué)中。--------實施計劃第一階段（2016年12月）：選題階段。根據(jù)自己的興趣，搜集閱讀相關(guān)的文獻資料，選定要研究的課題第二階段：（2017年1月16日-1月25日）資料搜集階段。根據(jù)自己選定的課題，搜集國內(nèi)外文獻，并進行閱讀分析，繼續(xù)篩選有幫助的文獻資料。第三階段：（2017年1月26日-2月25日）修改外文翻譯，修改文獻綜述階段。第四階段：（2017年2月26日-3月7日）修改開題報告階段。第五階段：（2017年3月8日-2016年4月28日）撰寫論文初稿階段。第六階段：（2017年4月29日-5月下旬）初稿修改及定稿階段。第七階段：（2017年6月上旬）準(zhǔn)備最后的畢業(yè)論文答辯。主要參考文獻[1]馬嘉.PXI模塊儀器系統(tǒng)[J].計算機自動測量與控制,1999,(01):30-32+62.[2]單祥茹.“軟件定義的儀器”對PXI的發(fā)展意義非凡[J].中國電子商情(基礎(chǔ)電子),2013,(07):27-28.[3]王虎,溫建中,梅杓春.PXI模塊儀器系統(tǒng)[J].國外電子測量技術(shù),2001,(05):14-17.[4]劉福峰.虛擬儀器發(fā)展迅猛PXI技術(shù)倍受關(guān)注[J].電子設(shè)計應(yīng)用,2004,(01):109.[5].PXI——新的模塊儀器平臺[J].電子測試,1998,(Z1):15-17.[6]王麗英.不斷融合新技術(shù),PXI應(yīng)對未來測試挑戰(zhàn)——記2015PXITAC[J].今日電子,2015,(07):44-45.[7]劉洋.虛擬儀器技術(shù)及其發(fā)展趨勢[J].儀表技術(shù),2004,(05):61-63.LGutterman-Autotestcon-2002[8]陳華清.電子測量技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J].電子測試,2012,(06):83-86.[9]崔建平.持之以恒15年快速發(fā)展,創(chuàng)新驅(qū)動PXI前景光明[J].國外電子測量技術(shù),2012,(06):1-2.[10]賈靜.PXI平臺發(fā)展強勢,為智能設(shè)備測試帶來更多可能——記PXITAC2016在上海隆重召開[J].國外電子測量技術(shù),2016,(06):16-18.[11]葛飆.基于PXI技術(shù)的模塊化儀器[A].中國電子儀器行業(yè)協(xié)會、電子測量與儀器學(xué)報雜志社.21世紀(jì)中國電子儀器發(fā)展戰(zhàn)略研討會文集[C].中國電子儀器行業(yè)協(xié)會、電子測量與儀器學(xué)報雜志社:,2004:4.[12]代陽,李鋼,陳欣,趙俊偉.電子測量技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展[J].計量與測試技術(s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PXIinstrumentationandLabVIEWsoftwareVladimirD.?ati?;

NatalijaM.Luki?;

IvaM.Salo