系統規格：

  系統選用SP-Devices公司的ADQ412高速ADC采集PXIe卡：
  1、每塊卡有4個獨立可調節的12bitADC通道。
  2、每個通道采用SP-Devices公司具有核心技術的采集校正技術，如果采用1GSPS采樣時，可以同時支持4通道采樣；如果采用2GSPS采樣時，可以同時支持2通道采樣。
  3、每塊板上標準配置1GB內存。
  4、具有4lane通信能力的PXIe結構，傳輸率400MB/s,3U/1solt。
  5、具有時鐘和觸發同步功能，并在同步時鐘和同步觸發控制下進行同步信號發生。
  6、豐富的用戶自定義邏輯處理功能，開放的FPGA平臺，可以方便的二次開發，如設計用戶特定的觸發采集功能已經數據的實時處理功能。
  7、具有良好的電磁屏蔽功能的PXIe機箱。 
 

  采集系統的框圖如下： 

  板載有四塊獨立的1.8GSPS@12bitADC，如果我們采用1.8GSPS的采樣，那么可以支持4個通道的信號輸入；如果采用3.6GSPS采樣，我們只能輸入2個通道的數據。

  SPdevices公司提供的獨到的解決方案，也是當今核心的ADC采集校正技術。我們知道，由于每個模擬器件以及ADC的參數都不一致，包括每個通道的gain，offset以及clockskew均不一樣： 
 

  這就不能簡單的將這幾個通道通過相位延遲進行時間交錯來進行采樣，這樣會帶來信號的嚴重失真。當今世界上只有少數幾家廠商能開發出這種高速的校正技術，SPdevice是目前在這方面做的好的廠商，其獨有的ADX數字校正技術很好的解決了這個問題。 
 

  同時其帶來ADC采集的非常高的技術指標：
 

  其中：
  1、輸入阻抗為50歐姆，AC耦合。
  2、輸入幅度大為800mVpp，如果外部輸入信號過大，我們可以提供agilent公司的寬帶衰減器進行衰減。

  關于多卡擴展同步采集

  ADQ412-PXIe系統具有多卡同步擴展能力，PXIe背板中具有統一的100MHz基準時鐘。ADQ412可以設置成背板時鐘同步模式，通過板載PLL，使每個模塊同步在同頻率同相的采集時鐘下。同理，同步觸發信號也是如此，同步如下圖所示： 
 

  二次開發包SDK：

  二次開發包括以下幾部分：
  1、基于FPGA的實時信號處理。SPdevices提供板載FPGA供用戶進行二次開發，標準配置為XilinxVirtex6LX240TFPGA。
  2、ADCaptureLab應用軟件，可以觀察和保存波形，并進行FFT分析和硬件控制。 
 

  3、基于C/C++和Matlab的接口函數，SPdevices同時提供C/C++和Matlab的參考程序和例程。

  配套的機箱：
  于該PXIe配套的機箱為Agilent的AgilentM9018APXIe機箱
  具有18-slots,3U,8GB/s的傳輸速率。 
 

  系統總預算：50萬人民幣。

  關于為什么采用PXIE總線？

  本系統的硬件平臺PXI是一種專為工業數據采集與自動化應用度身定制的模塊化儀器平臺，具備機械、電氣與軟件等多方面的專業特性。PXI（PCIeXtensionsforInstrumentation）充分利用了當前普及的臺式計算機高速標準結構——PCI。PXI規范是CompactPCI規范的擴展。CompactPCI定義了封裝堅固的工業版PCI總線架構，在硬件模塊易于裝卸的前提下提供的機械整合性。因此，PXI產品具有級別更高、定義更嚴謹的環境一致性指標，符合工業環境下振動、撞擊、溫度與濕度的極限條件。PXI在CompactPCI的機械規范上強制增加了環境性能測試與主動冷卻裝置，以簡化系統集成并確保不同廠商產品之間的互用性。此外，PXI還在高速PCI總線的基礎上補充了測量與自動化系統專用的定時與觸發特性。
 

  總的來說，PXI是一種堅固的模塊化儀器平臺，它提出了基于計算機的高性能標準化測量與自動化方案。以合理的價位提供比原有系統架構出色得多的性能。PXI用戶自然地享有很多便利，如廉價、易用、靈活的PC技術；開放的工業標準以及與CompactPCI產品的完全互用性。

  PXI平臺的標準是由PXI系統聯盟維護管理的。該聯盟（www.pxi.org）于1997年在NI公司的倡導下由超過60家致力于研究開發PXI的測試測量和自動化公司組成，

  一個決定測試系統流量的關鍵因素是測量設備與計算機之間的接口總線。盡管系統性能由于處理器速度與系統內存的增加而大幅提升，卻依然受到與儀器與外部設備的通信因素限制。GPIB是常見的儀器接口總線，但其數據傳輸速率比VXI和PCI慢得多。基于VXI的測量系統具有高于GPIB的性能，但用戶必須為之付出高昂的代價。相比之下，PCI是為新型處理器設計的，數據傳輸速率比GPIB和VXI高得多。 
 

  除了提高流量，PXI還能夠與所有的主流操作系統兼容。PXI利用這一點將GPIB和VXI也集成到PXI系統。有了這樣的開放性，不同廠商開發的PXI設備都可以在一個集成的系統上工作。CompactPCI模塊使用的封裝和PXI相同，而且也是建立在PCI總線上的；PXI較之增加了更為嚴格的環境測試，軟件標準和一些額外的觸發特性。這項嚴格的兼容性規定意味著當用戶的應用不需要所有的模塊都具有PXI專有的特性時，可以有更多的模塊選擇；這還意味著工程師可以將他們已經在使用的CompactPCI模塊集成到PXI系統里。

  1)系統的物理特性

  PXI是一個模塊化的平臺。系統的物理主機是一個擁有18個槽位（更有多種槽位可供選擇以適合不同用戶的需要）的機箱和二個擁有5個槽位機箱。機箱的槽（Slot1）是控制器槽。嵌入式控制器是專為PXI機箱空間設計的具有工業級特性的計算機。機箱中的其它槽位被稱為外部設備槽，用于插置功能模塊，就像計算機里的PCI槽一樣。

  PXI模塊的支架和臺式計算機的PCI槽有所不同，模塊被上下兩側的導軌和“針－孔”式的接插端牢牢的固定住。事實上，PXI采納了CompactPCI首先啟用的高級“針－孔”式接插端結構。這種由國際電工委員會（InternationalElectrotechnicalCommission）定義的高密度（2mm間距）阻抗匹配接插端（IEC-1076）提供了在所有情況下可以達到的的佳電氣性能。這些接插端已經被廣泛采納于各種高性能的應用，尤其是航空航天，軍事和通信領域。

  在尺寸上，本系統的3U的PXI機箱比絕大多數的臺式或工業計算機平臺更加緊湊。機箱的設計考慮了系統集成的需要，使之能夠很方便地固定到機柜上。PXI機箱外形小巧，也已成為便攜或野外應用的理想選擇。后，PXI模塊化、前插式的結構給維護和升級帶來的極大的便利。如果系統中的一個模塊需要修理，工程師可以將其取出，而不影響其它任何模塊。模塊化減少的的停機時間降低了系統壽命內的維護成本。

  2)系統的機械特性

  PXI機箱和設備是為承受工業和野外環境而設計的；模塊也都具有牢固的接插端，可以抵抗撞擊與振動。為了保護電路，機箱內設計有額外的冷卻裝置。此外，設備都是從機箱的前面拆卸，維護與升級非常方便。

  PXI規范要求所有的設備都通過環境測試。廠家建議進行濕度、撞擊和振動測試。這些測試可以幫助工程師掌握更多的信息，在構建系統選擇符合標準的設備。PXI機箱內的模塊導軌就是堅固性的力證。上下兩側的導軌可以牢牢地固定PXI模塊。這種安裝方式減輕了背板上的承受力，也使模塊免受撞擊和振動。模塊的面板可以用螺絲固定到機箱上，進一步防止松動。在工業計算機中，板卡通常是以夾在接口部分兩側的插槽及卡沿和機箱的連接來固定的。僅僅兩個接觸點，其中之一還是背板，使板卡極有可能在惡劣的環境下抖動移位。后，PXI機箱通常在背板上只有很少的電路，這樣當任何電路需要更換的時候，維護都非常簡單。

  PXI規范對冷卻具有嚴格的要求。PXI必須帶有強迫冷卻裝置，產生特定方向的氣流，均勻冷卻所有模塊。而大多數工業計算機使用的冷卻裝置僅由一到兩個風扇構成，通常無法均勻冷卻主板與外設板卡。均衡的冷卻可以延長模塊或板卡的使用壽命，從而降低系統壽命內的平均維護成本。后，所有的PXI設備都經過測試，清楚標明工作和存放時的正常溫度。因此，用戶可以對所開發的系統更加了解，并知道是否需要增加額外手段，保證系統在適當的環境下工作。

  由于PXI系統的模塊化，升級單個組件很容易。比方說，某用戶希望升級到更快的處理器，他可以拆下控制器進行更換。因為所有的設備都支持標準軟件，所以只要在新的控制器里裝上軟件和驅動程序，然后插回機箱內就可以了。這些變化對使用者來說幾乎是透明的。

  3)系統的電氣特性

  PXI的背板提供了一些專為測試和測量工程設計的獨到特性。專用的系統時鐘用于模塊間的同步；8條獨立的觸發線可以精確同步兩個或多個模塊；槽與槽之間的局部總線可以節省PCI總線的帶寬；后，可選用的星形觸發特性適用于極高精度的觸發。尤其值得一提的是，星形觸發的信號偏斜小于1納秒，而從星形觸發槽到外設槽之間的時延也不超過5納秒。相比之下，觸發線、時鐘和局部總線在臺式計算機、工業計算機和CompactPCI的機箱里都是沒有的。集成化、可擴展的系統通過使用諸如MXI-2和MXI-3這樣的遠程控制接口技術，PXI系統能夠輕易地與已有的測試與測量系統相集成。利用這些接口，工程師既可以享有PXI結構的優點，同時又避免了更換整個系統帶來的的高額支出。一個PXI系統通過MXI-2連接VXI機箱，就像在VXI背板上直接插了一個VXI嵌入式控制器一樣。工程師可以由PXI控制器設置所有的系統設備并與之通信，從而將一個已有的VXI系統合并到一個新的PXI系統中。工程師們可以根據需要逐步的將他們的VXI系統升級到PXI。

  PXIExpress技術是PXI平臺新引進的技術。將PCIExpress集成入PXI標準，從而將背板帶寬提升了45倍，從132MB/s提高到6GB/s。并通過一個100MHz的差分參考時鐘和多個差分觸發，增強了PXI定時與同步的特性。PXIExpress在保持后向兼容性的同時，將這些特性引入PXI。
  PXIExpress儀器采用PCIe總線技術，為PXI平臺新添了許多技術優勢。該總線至多個儀器系統的數據吞吐量可以高達2GB/s，從而可用于那些曾經只能通過定制硬件才可能實現的應用。

  由于PXI標準采用了PCIe技術，PXI自動化測試系統提供了前所未有的高性能。在有些情況下，PXI儀器現在可以執行一些迄今一直無法完成的測量。
  PXIExpress是由PXI擴展所得。新型PXIExpress機箱提供了支持PXI與PXIExpress模塊協同工作于同一系統的混合兼容的插槽。所以，針對自動測試應用領域，PXI與PXIExpress系統均具有如下三大技術優勢：

  靈活的、軟件定義的儀器系統

  模塊化儀器的集成

  高數據吞吐量

  后，PXI與PXIExpress儀器均具有一條能實現從儀器到主機PC的高性能信息傳輸的數據總線。PXI儀器能夠為總線上的所有設備提供高達132MB/s的共享帶寬。PXIExpress儀器通過PCIe總線甚至能夠達到更高的吞吐量。PCIe總線是一個點對點的高速串行總線，其每插槽帶寬可以從250MB/s擴展至2GB/s。例如，一個x4（“乘4”）PXIExpress插槽為該插槽中的設備提供高達1GB/s專用帶寬。此外，系統的總吞吐量隨著您添加更多儀器至系統中相應增加。