PXI-HIL Edu сконфигурирована для проведения лабораторных, практических и самостоятельных работ, практикумов и демонстраций, научно-исследовательских работ, опытно-конструкторских разработок.

 

Краткое описание и область применения

В настоящей конфигурации многофункциональная система PXI-HIL-Education ориентирована на проведение практических занятий, лабораторных практикумов, исследовательских и самостоятельных работ по следующим основным направлениям:

  • Тонкопленочные технологии
  • Фотовольтаика
  • Изучение характеристик неорганических и органических люминофоров
  • Изучение p-n переходов и омических контактов полупроводниковых структур
  • Изучение характеристик электронных компонентов
  • Изучение микроэлектромеханических систем
  • Изучение функционирования ИМС
  • Изучение компонентов аналоговой электроники, полупроводниковых структур
  • Изучение работы модулей электроники
  • Графен
  • Построение автоматизированного комплекса для создания различных условий проведения лабораторного эксперимента
Основные технические характеристики оборудования

1-й логический модуль:

  • контроллер формата PXI, двухъядерный центральный процессор Intel Core i5-2510E с базовой частотой не менее 2.5 ГГц и частотой не менее 3.1 ГГц в одноядерном турбо режиме, Объем ОЗУ 2 ГБ DDR3 (расширяемо до 8 ГБ), с частотой 1333 МГц;
  • пропускная способность шины данных PXI 132 МБ/сек;
  • шасси на 7 модулей ввода/вывода сигналов, промышленный корпус формата "Евромеханика" для размещения встраиваемого контроллера и 7 модулей ввода-вывода сигналов в формате PXI;
  • 8 слотов PXI высотой 3U;
  • шины PCI со скоростью обмена до 132 МБ/сек;
  • шины синхронизации модулей;
  • 32 аналоговых канала с общим проводом или 16 дифференциальных;
  • мультиплексируемый режим опроса аналоговых каналов;
  • Частота дискретизации АЦП 625 кГц в режиме измерения сигналов с одного канала, и не менее 500 кГц в режиме измерения сигналов с нескольких каналов;
  • разрешение АЦП 18 бит;
  • входной диапазон сигналов: от ±100 мВ до ±10 В;
  • количество выходных аналоговых каналов 4;
  • частота дискретизации ЦАП 2.8 МГц в режиме генерации сигналов с одного канала, 2 МГц в режиме генерации сигналов с двух каналов, не менее 1.54 МГц в режиме генерации сигналов с трёх каналов, и не менее 1.25 МГц в режиме генерации сигналов с четырех каналов;
  • разрешение ЦАП 16 бит;
  • выходной диапазон сигналов: от ±1 В до ±10 В;
  • 48 линий цифрового ввода/вывода TTL (из них 32 аппаратно-тактируемые с частотой до 10 МГц);
  • 2 счетчика/таймера, с характеристиками 80 МГц, 32 бит;
  • программные драйвера DAQmx;
  • частота дискретизации АЦП 1.8 МГц;
  • входная полоса пропускания 300 кГц;
  • разрешение АЦП: до 23 бит при частоте опроса 1 Гц, и до 10 бит при частоте опроса 1.8 МГц;
  • 20 функций измерения параметров сигналов в частотной и временной области;
  • регистрация напряжения – от ±100 мВ (с разрешением 100 нВ) до ±300 В (с разрешением 1 мВ);
  • регистрация тока – от ±20 мА (с разрешением 10 нА) до ±1 А (с разрешением 1 мкА);
  • регистрация сопротивления – от 100 Ом (с разрешением 100 мкОм) до 100 МОм (с разрешением 100 Ом);
  • измерение емкости – от 300 пФ (с разрешением 0.05 пФ) до 10 мФ (с разрешением 1 мкФ);
  • измерение индуктивности – от 10 мкГн (с разрешением 1 нГн) до 5 Гн (с разрешением 1 мГн);
  • измерения частоты от 1 Гц до 500 кГц;
  • сбор сигналов токов и напряжений с частотой опроса до 1.8 МГц;
  • 2 выходных канала.

Канал 0 (служебный) – программируемый источник питания:

  • работа в I и III квадрантах в режимах источника тока или напряжения;
  • диапазон выходных напряжений от 0 до +6 В;
  • диапазон выходных токов от 0 до 1 А;
  • разрешение ЦАП 16 бит;
  • разрешение АЦП в измерительных цепях обратной связи 16 бит;
  • неизолированный.

Канал 1 – источник-измеритель:

  • Работа в I, II, III и IV квадрантах в режимах источника тока или напряжения;
  • Диапазон выходных напряжений ±6 В и ±20 В;
  • Диапазон выходных токов от ±200 мкА до ±2 А (5 поддиапазонов);
  • Разрешение ЦАП 18 бит;
  • Разрешение АЦП в измерительных цепях обратной связи 18 бит;
  • Изолированный;
  • Суммарная выходная мощность 8 Вт (46 Вт с внешним блоком питания);
  • Частота обновления 3 кГц;
  • Возможность параллельного и последовательного соединения каналов для генерации больших токов и напряжений;
  • программные драйвера DCPower;
  • 2 входных синхронных канала;
  • Частота дискретизации АЦП в режиме реального времени 100 МГц/канал;
  • Частота дискретизации АЦП в режиме стробоскопа 2 ГГц/канал;
  • Входная полоса пропускания 100 МГц;
  • Разрешение АЦП 14 бит;
  • Входной диапазон анализируемого сигнала от ±100 мВ до ±10 В;
  • Входной импеданс 50 Ом, 1 МОм;
  • Встроенная память 256 МБ/канал;

    программные драйвера Scope:
  • 160 дискретных каналов ввода/вывода;
  • Уровень логических сигналов TTL;
  • Аппаратное тактирование каналов 40 МГц;
  • Стабильность опорного генератора тактовой частоты 100 ppm;
  • Управление вводом/выводом: аппаратно-программное на базе ПЛИС;
  • ПЛИС Xilinx Virtex II (3 млн. логических вентилей);
  • Поддержка режима обмена данными по каналам DMA;
  • Встроенная память 192 кБ;
  • Возможность реализации собственных протоколов обмена данными, специализированных схем запуска, счетчиков/таймеров и т.п. на базе ПЛИС с временным разрешением 25 нс;
  • программные драйвера RIO;
  • 1 выходной канал;
  • Частота дискретизации ЦАП 200 МГц (400 МГц с аппаратной интерполяцией);
  • Разрешение ЦАП 16 бит;
  • Выходной диапазон генерируемого сигнала: от ±2.82 мВ до ±6 В при нагрузке на 50 Ом;
  • Выходной импеданс: 50 Ом, 75 Ом;
  • Режимы работы: генерация сигналов произвольной формы, генерация стандартных типов сигналов синус, меандр, треугольник, пила, шум;
  • Полоса частот выходных сигналов 80 МГц;
  • Встроенная память на канал 256 МБ;
  • Цифровой разъема LVDS для синхронной генерации цифрового представления сигнала;
  • Размер: не более 1 слот в шасси PXI высотой 3U;
  • программные драйвера FGEN;
  • Возможность синхронизации посредством GPS, IEEE 1588-2008 (IEC 61588:2009), или IRIG-B;
  • Встроенный высокостабильный TCXO 10 МГц (1 ppm);
  • Встроенная маршрутизация внутренних и внешних тактовых и триггерных сигналов;
  • Поддержка активной GPS;
  • Цифровые и аналоговые триггеры;
  • Возможность внешнего тактирования.

2 логический модуль:

  • контроллер формата PXI, двухъядерный центральный процессор Intel Core i5-4400E с базовой частотой 2.7 ГГц и частотой не менее 3.3 ГГц в одноядерном турбо режиме, Объем ОЗУ 4 ГБ DDR3 (расширяемо до 8 ГБ), с частотой 1600 МГц;
  • пропускная способность шины данных PXIe 1 ГБ/сек;
  • 2 порта Gigabit Ethernet, 2 порта USB 3.0, 4 USB 2.0, 1 порт ExpressCard;
  • шасси на 7 модулей ввода/вывода сигналов, промышленный корпус формата "Евромеханика" для размещения встраиваемого контроллера и 7 модулей ввода-вывода сигналов в формате PXIe;
  • 4 слота PXI, 1 слот PXI для модулей синхронизации, 2 гибридных слота PXIe/PXI высотой 3U;
  • шины PXIe со скоростью обмена до 3.132 ГБ/сек;
  • шины синхронизации модулей;
  • размер жесткого диска 4 x 750 ГБ SATA II;
  • поддержка режимов RAID-0 и JBOD;
  • скорость записи/чтения в режиме RAID-0 200 МБ/сек;
  • 32 дискретных каналов ввода/вывода;
  • поддержка уровней логических сигналов – 1.2 В, 1.5 В, 1.8 В, 2.5 В, 3.3 В, TTL, LVTTL;
  • возможность задания различных логических уровней для входных и выходных каналов;
  • тактирование каналов – аппаратное с частотой 200 МГц;
  • встроенная память 64 Мб/канал;
  • программные драйвера HSDIO;
  • количество входных каналов 2;
  • частота дискретизации АЦП 100 МГц/канал;
  • входная полоса пропускания 100 МГц;
  • разрешение АЦП 14 бит;
  • входной диапазон анализируемого сигнала: от ±100 мВ до ±10 В;
  • входной импеданс 50 Ом, 1 МОм;
  • встроенная микросхема цифрового переноса сигнала по частоте вниз (DDC) в полосе до 40 МГц;
  • встроенная память 256 МБ;
  • программные драйвера Scope;
  • количество выходных каналов 1;
  • частота дискретизации ЦАП 100 МГц (400 МГц с аппаратной интерполяцией);
  • разрешение ЦАП 16 бит;
  • выходной диапазон генерируемого сигнала – от ±2.82 мВ до ±6 В при нагрузке на 50 Ом;
  • выходной импеданс 50 Ом, 75 Ом;
  • режимы работы: генерация сигналов произвольной формы и сигналов промежуточной частоты для ВЧ приложений, генерация стандартных типов сигналов синус, меандр, треугольник, пила, шум;
  • полоса частот выходных сигналов 43 МГц;
  • низковольтный мультиплексорный/матричный коммутатор - 48x1 (1-wire), 24x1 (2-wire), 12x1 (4-wire), 2 группы 12x1 (2-wire), 4 группы 6x1 (2-wire) и 4x6 (2-wire);
  • коммутируемое напряжение: 60 В постоянного тока, 30 В (с.к.з.) переменного тока;
  • максимальный коммутируемый ток: до 1 А;
  • максимальный пропускаемый ток: до 1 А;
  • максимальная коммутируемая мощность: до 30 Вт;
  • полоса пропускания: 10 МГц;
  • внутренне сопротивление (path resistance): 1 Ом;
  • частота коммутации каналов: 200 Гц;
  • совместимость с программным драйвером Switch.
Программное обеспечение
  • Комплект ПО LabVIEW для программно-аппаратного моделирование и испытаний в режиме реального времени;
  • Графическая среда разработки, позволяющая управлять, синхронизировать и осуществлять обмен данными с аппаратными средствами сбора данных, содержащая математические библиотеки, дающие возможность осуществлять комплексный анализ измеренных данных, включая временной, амплитудный, спектральный, корреляционный, порядковый, статистический и другие виды одно- и многоканального анализа аналоговых и цифровых сигналов, содержащая примеры для разработки собственных программ. Среда разработки должна содержать редактор графических приборных интерфейсов с набором готовых органов управления и индикации (кнопок, переключателей, 2-х и 3-х мерных графиков и т.д.). Среда разработки должна предусматривать возможность разработки программ взаимодействующих по сети Ethernet посредством протоколов TCP/IP и UDP. Возможность представления данных пользователем в цифровом, графическом, печатном виде и публикацию отчетов в базы данных и сеть Интернет.
  • Профессиональная версия включает полностью готовую к работе среду с возможностями:
  • Распространение приложений в виде исполняемых файлов, пакетов установки и DLL;
  • Интеграция с системами управления исходным кодом;
  • Управление и слияние разных версий файлов графического исходного кода в одном проекте;
  • Инструменты анализа и профилирования кода;
  • Специализированный программный пакет для обработки сигналов должен включать полностью готовую к работе среду с возможностями:
  • Вэйвлет­анализ и применение блоков цифровых фильтров для регистрации кратковременных сигналов, устранения шума и удаления тренда;
  • Частотно­-времененной анализ, аналитические и графические инструменты анализа сигналов с меняющимся спектром: квадратичные алгоритмы, функции преобразования Габора и динамической фильтрации;
  • Статистический анализ сигналов: многомерные статистические алгоритмы, модальный анализ, алгоритмы спектральной оценки случайных сигналов;
  • Специализированный программный пакет для конфигурирования и запуска имитаторов, а также HIL-систем на базе платформы PXI в режиме реального времени;
  • Программный пакет должен позволять настроить работу модулей ввода/вывода сигналов, модулей на базе ПЛИС, входящих в систему имитации PXI, подключать выходы модулей к аппаратным входам модулей сбора данных, а также визуализировать выходные данные модели;
  • Пакет также можете импортировать профиль с тестовыми режимами работы, сохранить и воспроизвести данные с нескольких .log файлов и создавать пользовательский интерфейс с возможностью изменения параметров на лету.
  • Программный пакет для графической разработки приложений измерения и управления в режиме реального времени, должен включает полностью готовую к работе среду с возможностями:
  • Применения для создания встраиваемых и распределенных систем;
  • Встроенные функций PID-регуляторов, управления на базе нечеткой логики;
  • Возможность загрузка на целевую платформу;
  • Детерминированного во времени исполнение кода под управлением ОС реального времени
  • Программный пакет для разработки алгоритмов на ПЛИС в графическом виде, включает полностью готовую к работе среду с возможностями:
  • Не требуется проектирование печатной платы при реализации алгоритмов на платформах реконфигурируемого ввода/вывода;
  • Частота выполнения цикла до 40 МГц;
  • Детерминированная и одновременная обработка сигналов;
  • Возможность интеграции VHDL-кода.
  • Программный пакет для создание моделей управления с помощью передаточных функций или фазового пространства, включает полностью готовую к работе среду с возможностями:
  • Создания моделей управления с помощью передаточных функций или фазового пространства состояний;
  • Инструменты анализа производительности системы – пошаговый отклик, диаграммы Боде;
  • Внедрение динамической системы на платформы реального времени.
  • Программный пакет для разработки приложений с помощью диаграмм состояний, включает полностью готовую к работе среду с возможностями:
  • Возможность одновременного использование потоковой передачи данных и описание состояния поведения приложения;
  • Интерактивная отладка диаграммы состояния;
  • Создание кода для ПК, систем реального времени, ПЛИС, встраиваемых систем и КПК.
  • Создание смешанных тестов для изучения материалов и компонентов.
Форм-фактор U12, 19"
Функции автоматизированного тестирования Стандартно, средствами среды программирования
Сканер меток Нет
Термостабильность шасси Нет
Исполнение Настольное
Питание 220 В, 50 Гц, переменный ток