自动测试系统,无论是在航空航天和国防电子领域,还是在消费类电子产品的生产线测试和质量验证,都有着非常广泛的应用。由于自动测试技术的引入,不仅能提高测试效率,保证测试的准确性和可信度,减少由于人为原因造成的测量错误和误差,降低生产和测试成本
。
自动测试系统的建立,往往包括由于测试的一台或多台的仪器,主控计算机和测试软件,测试夹具以及系统总线。系统总线就像是中枢神经系统,负责控制指令和测试数据的传送。从历史上看,在自动测试领域,总线技术大概经历了从GPIB,
VIX, PXI 几个阶段。
国际LXI 联盟 (LXI
Consortium)曾经在众多系统集成商和工程师中作过调查,得到几乎一致的需求结论:
首先要降低系统集成的成本和复杂性,采用容易使用的人机界面。其次在保证系统紧凑的同时要保证仪器的性能和兼容性,减少复杂的联线。希望在有多种高速的触发方式,高速的I/O,减少机箱和机架的空间的浪费,还要非常容易的发现系统的故障。在编程的时候希望使用自己最熟悉的软件。利用通用的PC
接口和总线,而不是昂贵的测试测量专用接口总线。
LXI (LAN eXtension for
Instrument) 是成熟的以太网技术在测试自动化领域应用的拓展。其具体的设想是将非常成熟的以太网技术利用到自动测试系统中,以替代传统的测试总线技术,如VXI,
PXI, GPIB等。目前已经得到绝大多数仪器行业的领先的厂家的支持。主要原因是:
·以太网、标准PC和软件在测试行业中的广泛使用,技术已经是非常成熟,而且得到众多计算机厂家不断的研发的投入和升级支持。
·IEEE1588 网络同步标准的实施, 可以在实验室环境中得到纳秒级的时钟同步误差。
·标准的网络接口已经极为普遍。
基于LXI
技术的仪器从几年前已经开始在市场上销售,LAN的最主要的作用是替代GPI。作为LXI标准的制定,要保证系统中所有LXI的单元能够在同一个网络中和平共处。
LXI标准要求LXI单元支持IEEE802.3
和TCP/IP标准,提供一个一致的应用方式以便于用户使用。这样,LXI就提供了一个新的自动测试系统的架构,从而克服传统的架构的复杂低效的控制方式。而基于LXI的仪器能够有更快的速度和更为简单的编程方式。
安捷伦的第一台基于LXI的仪器出现在2003年,是20MHz
的函数发生器33220A,也是世界上第一台同时具备GPIB,USB 和 LAN
接口的仪器。我们称之为系统就绪(System
Ready)的仪器。作为系统就绪的仪器,首先需要具备仪器的所用性能,更小的体积,更快的速度,备有通用的计算机接口,GPIB接口,网络服务器支持,IE游览器的操作等等。在近几年,安捷伦又陆续推出了众多的系统就绪的仪器,如N6700/N5700
系列电源,34980A 开关和测量单元。34980A
开关和测量单元是一套模块化的系统,达到了560个通道的最大测试能力,测量分辨率达到了61/2,而且可以配备不同的通用开关,射频和微波开关,数字通道,夺路模拟输出等等,在应用上可以替代很多的LXI/PIX的应用,而价格只有LXI/PXI的50-60%。如果将仪器的前面板和按键拿去,再进行简单的优化,将外部尺寸设计成标准的全机架宽度或半机架宽度,高度为标准的1U或整倍数,这样就构成了标准的LXI模块化仪器。
与传统的卡式仪器相比,LXI
模块化仪器具备了许多优势:
·可以保证仪器的全部性能。
·集成更为方便,不需要专用的机箱和0槽计算机。
·可以利用网络界面精心操作,无需编程和其他虚拟面板。
·连结和使用更为方便,可以利用通用的软件进行系统编程。
·非常容易实现校准计量和故障诊断。
·灵活性强,可以作为系统仪器,也可以单独使用。
国际LXI协会初步将基于LXI的仪器分为以下三个等级:
·等级C:具有通过LAN的编程控制能力,可以与其他厂家的仪器很好的协同工作。
·等级B:拥有等级C的一切能力,并且加上了IEEE1588 网络实践同步标准。
·等级A:拥有登记B的一切能力,同时具备硬件触发能力。
总之,作为测试系统发展的未来,以太网将扮演重要的角色。在工业界,在未来几年中我们将看到更多的"混合系统",
既包括基于GPIB仪器和机架的堆栈式系统,也有VXI, LXI,
PXI的系统,或是他们的组合。LXI 技术以更低的成本提供更好的性能,兼容性和易用性。
作者介绍:
饶骞现任安捷伦科技电子测量事业部系统仪器的亚太地区市场开发经理。饶骞于1997年加入惠普公司仪器部,1999年转入安捷伦公司负责亚太地区市场中心工作,历任教育项目开发经理,逻辑分析仪产品线市场经理,通用产品市场经理,分销市场开发经理和系统仪器市场开发经理。
信息来源:中电网 |