列印
PDF概觀
NI 提供多種規格的示波器，包含 USB、PCI、PXI，與 PXI Express。每種匯流排均具有其專屬功能與優點，因此更應該為自己的應用選擇合適的匯流排。此份技術文件將討論選擇匯流排時應考慮的要點，如成本限制、效能，與未來的擴充性。
USB
目前幾乎所有的電腦、筆記型電腦，與工業級電腦平台均提供多個 USB 埠，使之同時具備可攜性與簡易使用性。在安裝合適的驅動軟體之後，USB 僅需極短的設定時間；並於連接 USB 裝置與主機電腦時，不再需要其他的設定作業。由於 USB 為熱插拔介面，因此在新增或移除裝置時，不需關閉電腦。這些功能均簡化了設定與可攜度。
上面所敘述的 USB 特性，使其更適用於示波器與其他儀器。透過匯流排供電的操作，可使用如 NI USB-5133 的 USB 示波器搭配筆記型電腦，隨時進行示波器量測；而透過隨插即用的特性，可迅速進行量測並看到結果。整體來說，USB 介面最適用於可攜性與快速設定的示波器應用。然而，許多應用所需的功能，往往超過 USB 所能提供的功能。高量測輸出率 (包含穩定的高取樣率)、儀器整合，與較高解析度，為其他匯流排種類才能夠提供的較高階功能。
PCI 與 PCI Express
PCI 與 PCI Express 可針對自動化測試提供較高效能。如同 USB的普及度，絕大部分的電腦亦具有 PCI 或 PCI Express 插槽。PCI 的主要優點之一即為高資料輸出率；理想狀態可達最高 132 MB/s。雖然可達到的輸出率依應用而有所不同，但是 PCI 輸出率仍高出 USB 甚多。PCI Express 為新一代的 PCI，可向下相容 PCI 並大大提升了資料輸出率 – 1 組 x4 PCI Express 通道可達最高 1 GB/s。
由於 PCI 的輸出率，工程師通常會針對示波器應用，特別是單一示波器，而選擇 PCI 匯流排。隨著 PCI 儀器的使用率持續成長，可用的儀器數量也接著提高，以因應更高取樣率、更高解析度，與更多通道的應用需要。一般來說，PCI 規格可提供較 USB 更多樣的量測；且 PCI 可讓使用者利用更高的量測輸出率，以進行自動化測試或擴充示波器資料擷取功能。雖然 PCI 具有多種優點，應用也往往需要更多的示波器功能，包含多種儀器整合、同步化更多種精確量測，與更高的系統可靠性。
PXI 與 PXI Expres
PXI 與 PXI Express 具有最高效能與功能，適用於自動化的測試應用。PXI (適用於儀控的 PCI 延伸規格) 為電腦架構的平台，整合了模組化架構與 PCI 和 PCI Express 匯流排的高輸出率。PXI Express 擴充了 PXI 平台，以利用 PCI Express 的較高輸出率。PXI 架構模組化解決方案的優點，包含共用機箱、背板，與處理器，以降低成本與儀器尺寸；以主機處理器的高速連結達到較高的輸出率；並以使用者定義的軟體達到較高彈性與壽命。
高輸出率
PXI 為示波器應用最廣泛使用的匯流排。PXI 受到廣泛使用的原因之一，即為 PXI 更涵蓋了 PCI 匯流排的優點。透過高頻寬、低潛時的匯流排，以連接示波器至控制電腦的處理器，也代表使用者可迅速進行一般或客制量測作業；又若量測作業之間的停機時間極為短暫，亦可透過 PXI 降低每單位的測試時間與成本。
PCI 與PCI Express 具有最高的頻寬與最低的潛時，除了縮短測試時間之外，亦提升使用者定義的軟體彈性與壽命
高頻寬匯流排亦可提供自動化測試的優點。使用 PCI 與 PCI Express 的 PXI 平台，亦可簡化應用的作業步驟。雖然 1 組 x4 PXI Express 插槽可傳輸資料最高達 1 GB/s，但若整合 PXI Express 示波器與 RAID 硬碟之後，可穩定示波器最高取樣率達到更長的時間。此優點應歸功於極具效率的內建記憶體。舉例來說，若使用 NI PXIe-5122 100 MS/s 示波器搭配 NI HDD-8264 3 TB RAID 陣列，則可透過最高取樣率擷取資料達數小時；如此可完全取代其他 如 GPIB、LXI，或 USB 匯流排，僅達數百微秒 (Millisecond) 的擷取作業。
時脈與同步化
許多量測與自動化應用，需要 PCI/PCI Express、乙太網路/LAN，或 USB 所無法直接跨匯流排建置的進階時脈與同步化功能。PXI 針對以下應用提供進階時脈與同步化的功能：
- 100 MHz 差動系統參考時脈
- 10 MHz 參考時脈訊號
- 差動星狀觸發器
- 包含比對長度 (Matched-length) 觸發痕跡的星狀觸發器匯流排，可最小化內部模組的延遲與歪曲 (Skew)。
- 觸發器匯流排可傳送並接收高速時脈與觸發訊號
- 適用於多重機箱同步化的差動訊號
透過這些功能，即可透過微微秒 (Picosecond) 的精確度，同步化多個 NI 示波器與其他混合訊號儀器 (任意波形產生器、數位波形產生器與分析器)；適用於高通道數與混合訊號的應用。
系統可靠性
PXI 規格可針對相關需求進行定義，使 PXI 示波器符合嚴苛的環境。PXI 具有高效能的 IEC (International Electrotechnical Commission) 堅固接頭，與 CompactPCI 所使用的 Eurocard 組合系統。PXI 規格亦可針對特定的冷卻與環境需求進行定義，以確保於工業級環境中順利進行作業。模組化的特性可輕鬆進行設定、重新設定，並修復 PXI 系統；達到極低的平均修復時間 (MTTR)。由於 PXI 為模組化的系統，因此不需替換整個系統，僅需更新個別模組與元件。舉例來說，若應用進行擴充並需要較高的取樣率，則不需更新整個系統，僅需在相同的軟體架構中新增示波器即可。
結論
不同的匯流排，可針對示波器應用提供不同的優點。USB 的優點在於匯流排供電與可攜式量測的特性；PXI 的高效能則包含高量測輸出率、高解析度，與儀器同步化特性。當設定系統時，應先考慮應用的需求、成本限制、效能，與擴充性；進一步選擇最適合需求的架構。
其他資源：
合法
此教學由美商國家儀器 (以下簡稱 NI) 開發。此教學受 NI 技術支援，但未經完整測試及檢驗。NI 不保證品質，亦不為其更新版本、相關產品及驅動程式等後續支援負責。此教學不具任何形式保證，且不受任何特定用途規範。(http://ni.com/legal/termsofuse/unitedstates/us/)