vxi總線規(guī)范簡介

VXI總線系統(tǒng)或者其子系統(tǒng)由一個(gè)VXIbus主機(jī)箱、若干VXIbus器件、一個(gè)VXIbus資源管理器和主控制器組成，零槽模塊完成系統(tǒng)背板管理，包括提供時(shí)鐘源和背板總線仲裁等，當(dāng)然它也可以同時(shí)具有其它的儀器功能。資源管理器在系統(tǒng)上電或者復(fù)位時(shí)對系統(tǒng)進(jìn)行配置，以使系統(tǒng)用戶能夠從一個(gè)確定的狀態(tài)開始系統(tǒng)操作。在系統(tǒng)正常工作后，資源管理器就不再起作用。主機(jī)箱容納VXIbus儀器，并為其提供通信背板、供電和冷卻。

VXIbus不是設(shè)計(jì)來替代現(xiàn)存標(biāo)準(zhǔn)的，其目的只是提高測試和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體性能提供一個(gè)更先進(jìn)的平臺。因此，VXIbus規(guī)范定義了幾種通信方法，以方便VXIbus系統(tǒng)與現(xiàn)存的VMEbus產(chǎn)品、GPIB儀器以及串口儀器的混合集成。

VXI總線系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)

VXIbus規(guī)范定義了四種尺寸的VXI模塊。較小的尺寸A和B是VMEbus模塊定義的尺寸，并且從任何意義上來說，它們都是標(biāo)準(zhǔn)的VEMbus模塊。較大的C和D尺寸模塊是為高性能儀器所定義的，它們增大了模塊間距，以便對包含用于高性能測量場合的敏感電路的模塊進(jìn)行完全屏蔽。A尺寸模塊只有P1、P2和P3連接器。

目前市場上最常見的是C尺寸的VXIbus系統(tǒng)，這主要是因?yàn)镃尺寸的VXIbus系統(tǒng)體積較小，成本相對較低，又能夠發(fā)揮VXIbus作為高性能測試平臺的優(yōu)勢。

VXI總線系統(tǒng)電氣結(jié)構(gòu)

VXIbus完全支持32位VME計(jì)算機(jī)總線。除此之外，VXIbus還增加了用于模擬供電和ECL供電的額外電源線、用于測量同步和觸發(fā)的儀器總線、模擬相加總線以及用于模塊之間通信的本地總線。VXIbus規(guī)范定義了3個(gè)96針的DIN連接器P1、P2和P3。P1連接器是必備的，P2和P3兩個(gè)連接器可選。

VXIbus系統(tǒng)EMC、供電和冷卻

VXIbus總線規(guī)范規(guī)定了系統(tǒng)傳導(dǎo)及輻射EMC(電磁兼容)產(chǎn)生和敏感度的上限值。EMC的限定保證了包含敏感電路的模塊能夠完成所期望的操作，而不受到系統(tǒng)中其他模塊的干擾。

為了方便系統(tǒng)集成VXIbus規(guī)范要求機(jī)箱制造商和模塊制造商在其產(chǎn)品規(guī)范中給機(jī)箱供電和冷卻能力以及模塊的電源需求和冷卻指標(biāo)。系統(tǒng)集成者可以根據(jù)這些指標(biāo)選擇合適的機(jī)箱和模塊。

VXlbus系統(tǒng)通信

通信是VXibus標(biāo)準(zhǔn)的又一個(gè)重要組成部分。VXIbus總線規(guī)范定義了幾種器件類型和通信協(xié)議。然而，規(guī)范為了保證開放性，并沒有規(guī)定VXIbus主機(jī)箱和器件的控制方式，以便廠商可以靈活定義并與高速發(fā)展的PC技術(shù)同步。下一節(jié)將要詳細(xì)討論當(dāng)前流行的幾種方式。每個(gè)VXIbus器件都有一個(gè)唯一邏輯地址(unique logical address,ULA)，編號從0到255，即一個(gè)VXIbus系統(tǒng)最多有256個(gè)器件。VXIbus規(guī)范允許許多器件駐留在一個(gè)插槽中以提高系統(tǒng)的集成度和便攜性，降低系統(tǒng)成本，也允許一個(gè)復(fù)雜器件占用多個(gè)插槽，VXIbus通過ULA進(jìn)行器件尋址，而不是通過器件的物理位置。

VXIbus規(guī)范是一個(gè)開放的體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，其主要目標(biāo)是使VXIbus器件之間、VXIbus器件與其它標(biāo)準(zhǔn)的器件(計(jì)算機(jī))之間能夠以明確的方式開放地通信;使系統(tǒng)體積更小;通過使用高帶寬的吞吐量，為開發(fā)者提供高性能的測試設(shè)備;采用通用的接口來實(shí)現(xiàn)相似的儀器功能，使系統(tǒng)集成軟件成本進(jìn)一步降低。

VXIbus規(guī)范發(fā)布后，由于軍方對測控系統(tǒng)的大量需求，許多儀器生產(chǎn)廠商都加入到VXIplug&play(VXI即插即用)聯(lián)盟。聯(lián)盟是VXIbus聯(lián)合體的固有補(bǔ)充機(jī)構(gòu)。聯(lián)盟通過規(guī)定連接器的統(tǒng)一方法、UUT接口和測試夾具、共享存儲器通信的儀器協(xié)議、可選VXI特性的統(tǒng)一使用方法以及統(tǒng)一文件的編制方法來增加硬件的兼容性，并開發(fā)一種統(tǒng)一的校準(zhǔn)方法。聯(lián)盟還通過規(guī)定和推廣標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)軟件框架來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件的"plug&play"互換性。

虛擬儀器(VirtualInstrumentation，VI)

虛擬儀器(VitualInstrumentation，VI)最早是適應(yīng)PC卡式儀器于1986年由NI公司提出的。虛擬儀器技術(shù)是儀器技術(shù)、通信技術(shù)、總線技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。這是在標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)軟硬件基礎(chǔ)上加上一組軟件和硬件所構(gòu)成。虛擬儀器從本質(zhì)上說是一個(gè)開放式結(jié)構(gòu)，用通用計(jì)算機(jī)、DSP信號處理器或其他CPU提供系統(tǒng)管理、信號處理、存儲以及顯示功能;用數(shù)據(jù)采集板GP-IB或VXI 總線接口板提供信號獲取和控制信號輸出，從而實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)儀器功能。簡單地說就是一組完成傳統(tǒng)儀器功能的硬件和軟件部件。VI通過軟件將通用計(jì)算機(jī)與儀器硬件結(jié)合起來，用戶可以通過友好的圖形界面(通常稱為虛擬面板)操作這臺計(jì)算機(jī)，就象在操作自己定義、自己設(shè)計(jì)的一臺單個(gè)傳統(tǒng)儀器一樣。VI透明地將計(jì)算機(jī)資源和儀器硬件(如A/D、D/A、數(shù)字I/0、定時(shí)器和信號調(diào)理器等)的測試、控制能力結(jié)合在一起，通過軟件實(shí)現(xiàn)地?cái)?shù)據(jù)的分析處理和表達(dá)，從而能更迅速、更經(jīng)濟(jì)、更靈活地解決測試問題，并有效地降低了系統(tǒng)組建成本。

20世紀(jì)80年代后期，儀器制造商發(fā)現(xiàn)GPIB總線和VME總線產(chǎn)品無法再滿足軍用測控系統(tǒng)的需求了。在這種情況下，HP、Tekronix等五家國際著名的儀器公司成立了VXIbus聯(lián)合體，并于1987年發(fā)布了VXI規(guī)范的第一個(gè)版本。幾經(jīng)修改和完善，與1992年被IEEE接納為IEEE-1155-1992標(biāo)準(zhǔn)。

射頻信號源模塊

◆ 符合VXI總線通用規(guī)范，具有虛擬儀器的各項(xiàng)特征

◆小型化體積:標(biāo)準(zhǔn)的VXI C尺寸、單槽模塊，重量輕、體積小

◆ 寬頻率范圍:頻率范圍為250kHz~3GHz，可以覆蓋目前常用的射頻頻段

◆ 優(yōu)良的頻譜純度:全頻段10kHz處的單邊帶相位噪聲優(yōu)于-70dBc/Hz(典型值可優(yōu)于-90dBc/Hz)

◆ 大動(dòng)態(tài)范圍:功率輸出從-110dBm~+5dBm可調(diào)(典型值可達(dá)-120dBm~+10dBm)

◆ 支持多種調(diào)制:支持FM、AM和脈沖調(diào)制

◆ 二次開發(fā)能力強(qiáng):提供標(biāo)準(zhǔn)的SCPI程控命令、即插即用的儀器驅(qū)動(dòng)程序

◆ 友好的人機(jī)界面:全中文菜單，操作簡單、易學(xué)

模塊類型 C尺寸、消息基、單槽 頻率范圍 250kHz~3GHz 時(shí)基老化率(100MHz) ±5×10-7/年 頻率分辨率 1Hz 單邊帶相位噪聲(10kHz頻偏處) 3GHz <-70dBc/Hz 2GHz <-76dBc/Hz(典型值) 1GHz <-82dBc/Hz(典型值) 500MHz <-88dBc/Hz(典型值) 諧波寄生 <-28dBc(源輸出功率0dBm) 非諧波 <-50dBc(載波頻率≥10MHz，輸出功率0dBm，偏離載波100kHz以遠(yuǎn)) 輸出功率范圍(25±5℃) -110dBm~+5dBm(典型值可達(dá)-120dBm~+10dBm) 校準(zhǔn)功率準(zhǔn)確度(25±5℃) -20dBm~+5dBm 250kHz~2GHz ±1.5dB 2GHz~3GHz ±1.8dB -20dBm以下，功率每降低5dB，功率準(zhǔn)確度降低0.2dB(典型值) 校準(zhǔn)功率平坦度(25±5℃，0dBm) ±1.5dB(250kHz~2GHz);±1.8dB(2GHz~3GHz)-20dBm以下，功率每降低5dB，功率準(zhǔn)確度降低0.2dB(典型值) 頻率調(diào)制(載波頻率≥10MHz) 調(diào)制速率(3dB帶寬) DC~10kHz 準(zhǔn)確度 ≤±10%(調(diào)制率10kHz，調(diào)制頻偏24.04kHz) 幅度調(diào)制(載波頻率≥10MHz) 調(diào)制速率(3dB帶寬) DC~10kHz 準(zhǔn)確度 ≤±10%(10kHz調(diào)制速率,30%調(diào)幅深度) 脈沖調(diào)制(載波頻率≥250MHz) 開關(guān)比 >50dB 上升/下降時(shí)間 <200ns 外形尺寸長×寬×高=(340mm×30mm×233mm)±5%(不含面板和插座) 重量約3.5kg 環(huán)境適應(yīng)性工作溫度0℃~40℃，存儲溫度-40℃~+70℃，相對濕度5%~95% 備注射頻源在環(huán)境溫度下存放2小時(shí)，預(yù)熱30分鐘后，衰減器自動(dòng)耦合(或者ALC功率大于-5dBm)，在給定的工作溫度范圍內(nèi)，滿足各項(xiàng)指標(biāo)性能。以典型值方式給出的補(bǔ)充特性僅供用戶參考，不作考核。