T-Clock技术 实现PXI整合同步测试

XI3 与PCI。这2 种平台在本质上即为模块形态，并且使用PCI 总线做为PC 和仪器之间的接口。

于 1997 年推出的 PXI 是一项开放标准，许多厂商提供各种 PXI 模块，包含从影像采集到 RF 矢量信号分析仪。PXI 开始迅速获得采用，主因是其小体积、可移植性、因采用 PCI 总线的高处理能力，与较低的价格；而 PXI 之所以拥有以上的特性，是因其采用庞大 PC 产品所开发出来的标准商业技术。

就功能而言，PXI 扩充了 CompactPCI 标准，加入局部总线与同步化功能。就同步测量而言，内建至 PXI 中的重要组件包含参考频率、触发总线，与星型触发总线3。

图 2. CompactPCI 平台的 PXI 频率与触发延伸图解

三、同步化的建构组件

要在多部设备之间取得同步化，则必须检视频率和触发器的分布。同步化有两种主要模式，但是在探讨这些模式之前，我们必须先定义以下的用语。

取样频率、参考频率、触发器，与主要设备和从属设备

由于并未标准化将测量设备同步化的信号名称，可能会因为设备类型和制造商而有所不同。本文件使用以下名词来指称高速测量设备，以说明用于控制测量的不同类型信号。

取样频率是时间信号，用于控制示波器与信号发生器上的ADC 与DAC，以分别进行模拟转数字与数字转模拟操作。取样频率亦控制数字信号发生器/示波器，于取得或产生数字波型速度时的信号。在大多数的情况下，取样频率是一个周期信号，源自设备上的一个晶体振荡器。晶体振荡器技术的类型包含电压控制式晶体振荡器(VCXO)、温度控制式晶体振荡器(TCXO)，与恒温晶体振荡器(OCXO)。

参考频率──许多仪器内含相位锁定环路(PLL)。PLL 可将其输出频率锁定为其输入端口的参考频率。在仪器方面，虽然有许多仪器提供多种可允许的频率做为参考频率，但是常见的频率为10 MHz。PLL 的输出通常就是取样频率。PLL 允许取样频率频率锁定为参考频率频率。因此取样频率的绝对频率准确度与参考频率的频率准确度相同。

触发器信号控制在最高层级时的数据采集。外部事件或触发器是启动采集与信号产生的主要方法。触发器有各种不同的形式，包括模拟、数字，与软件。

主要设备及从属设备──在建立同步化之测量系统时，通常将指定一部设备做为主要设备，其他一或多部设备为从属设备。主要设备负责产生用于控制系统中所有测量设备的信号。从属设备则接收来自主要设备的控制信号。

同步化的目标，是精确地让多部硬设备产生并接收模拟与数字信号。频率与同步的分级之一，称为同质频率(homogeneous timing) 与同步化──2 部设定相同的同样设备，其取样频率之间具有精确的相位关系，同时开始产生并/或采集信号。以下的范例说明同质同步化：

•  2 部示波器以200 MS/s 的速度采集数据，其取样频率之间具有精确的相位关系：在同一时间触发、垂直增益设定、AC/DC 偶合设定、输入阻抗设定、DC 偏移量设定，与模拟过滤器设定皆相同。

前一个范例中有一重要现象，就是同质同步化的许多设定关联。举例来说，示波器前端的增益阶段与模拟过滤器的延迟，将导致前端接头与ADC 之间的延迟。

同质同步化可能意指许多不同的状况。以下的一些例子都可用于说明同质同步化：

•  2 部示波器分别以200 MS/s 与100 MS/s 的速度采集数据，其取样频率之间具有精确的相位关系：在同一时间触发、垂直增益设定、AC/DC 偶合设定、输入阻抗设定、DC 偏移量设定，与模拟过滤器设定皆相同。

•  任意波形发生器与示波器均以100 MS/s 的速度进行取样，其取样频率之间具有精确的相位关系，并在收到触发器信号时，以设定的时间延迟开始操作。

•  1 部示波器、数字信号发生器/分析仪，与任意波形发生器，分别以50 MS/s、200 MS/s，与100 MS/s 进行取样，其取样频率之间具有精确的相位关系，并在收到触发器信号时，以设定的时间延迟开始操作。

以上的例子清楚说明同质频率与同步有许多可能性，得以处理应用方面的需求。各设备上的不同设定，可导致在同一时间点上进行取样的信号/数据发生延迟。关键在于经过同步化的系统校正，这一点将在本文后面进行讨论。

四、同步化模式之一：使用取样频率进行同步化

主要设备可输出触发器信号与取样频率至从属设备，以控制测量系统的运作。举例来说，由多部示波器与信号发生器构成的系统，将具备由主要设备提供的取样频率。如图3 所示，主要设备的取样频率，将直接控制所有设备上的ADC 与DAC 频率。举例来说，NI 动态信号分析仪(如