解读有关模块化仪器的五个误解

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    仪器

    模块化仪器

  •   随着模块化测试设备的日益普及,围绕模块化与传统台式仪器的优劣对比产生了许多误解。这些误解虽然听起来很有道理,但这些结论往往真假并存,让人虚实难辨。为了通过熟悉的语言和容易理解的概念来理解复杂事务,人们口口相传便形成了所谓的神话,就如近代科学昌明之前用于解释星座组成的希腊神话。为应用选择最适合的测试与测量仪器同样复杂,因此出现误解并不足为奇。下面将讨论部分普遍认同的误解并阐明其真相。

      误解1:模块化仪器价格必然低于台式产品

      该误解产生的原因在于台式仪器普遍价格昂贵。显然,功能完备的独立仪器包含众多按钮并配有前面板显示屏,非常适合某些研发环境,但其并非大多数自动测试环境的最佳选择。模块化仪器通常将贵重元件隐藏在内部,因此给人以价格低廉的印象。例如,当代PXI背板支持18个插槽和4GB/s的数据传输速率,但不可避免地增加了连接器、开关和背板材料的成本。充分装载宽带连接仪器的机箱能够发挥高成本带来的性能提升,但对于其他应用来说这些开支可能并非必要。因此,实现单个仪器的PXI系统,其成本比相同的“台式”仪器要高出10%~40%。

      这个误解包含哪些事实?作为独立产品时,台式仪器的价格可能相对较低,而在单机箱内集成多台仪器的模块化解决方案往往可以摊薄成本。通常,单台机箱整合2~4台仪器可以获得与台式仪器相当的价格。

      此外,仪器制造成本并不等同于客户的购买价格。部分厂商希望借助模块化仪器进入测试与测量市场。为了提高市场份额,一些厂商不惜将产品价格降低到市场价格以下,以利润换取市场。当然,此类策略不可能长期持续。

      误解2:模块化仪器天生能够提供更高的吞吐量

      该误解可能源于模块化系统通常配置的快速背板。实际上,在选择台式或模块化仪器的背板时,需要综合考虑预期应用的预算和功能需要。换句话说,模块化仪器不是必须要配备比台式仪器速度更高的背板。背板选择取决于仪器用途(图1)。例如,使用台式仪器时,通过宽带背板连接仪器采集单元与计算单元更为方便,因为两者之间只需点对点连接。与此同时,模块化仪器的背板必须支持几乎无限的连接组合。大多数当代PXI机箱使用了第二代PCIe总线和接口标准,以支持背板实现高吞吐量。部分台式仪器的内部背板采用了相同的第二代PCIe标准,但台式仪器的总线设计通常只需支持该仪器的特定要求。例如,第二代PCIe标准的性能要求超过了16位30MHz任意波形发生器的性能需要,因此此类设备通常采用速度和成本相对较低的总线(例如USB)。同时,160GSa/s采样率的示波器的性能要求高于第二代PCIe标准,因此需要速度更高的专有总线。

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