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흔히 엔지니어들은 디지털 테스트를 당연한 것으로 받아들입니다. 과거에 디지털 통신은 일부 요소때문에 만족할만한 속도를 구현하지 못했습니다. 계측기와 디바이스가 제공하는 속도와 신호 품질, 임피던스 매칭, 케이블 길이와 같은 요소는 디지털 설정에 있어 중요한 역할을 합니다. 본 문서에서는 NI PXIe-6544/45 디바이스의 향상된 아키텍처에 대해 알아보고 타사 디지털 계측기와 비교합니다.
신호 품질
고속 아날로그 신호의 경우, 해상도, 노이즈 플로어, 정확도가 중요합니다. 이미 언급된 바와 같이, 기존에 본 요소들은 디지털 통신에 있어 중요하지 않았었지만 엔지니어들이 정확한 Bit Error Rate Testing (BERT) 측정을 수행해야하거나 200 MSPS 속도로 아날로그-디지털 변환기 (ADC)를 특성화해야 하는 경우, 사용되는 계측기의 신호 품질은 테스트 중인 디바이스의 기능을 능가해야 합니다.
NI PXIe-6545에는 32개의 싱글 엔드 디지털 채널이 있고 각 채널은 최고 200 MHz의 클럭킹 속도를 제공합니다. 그림 1의 최상위 부분은 200 MHz에서 실행되는 NI PXIe-6545의 아이 다이어그램(eye diagram)입니다. 그 아랫부분은 100 MHz에서 클럭킹되는 타사 PXI 계측기에 대한 아이 다이어그램입니다. 아이 다이어그램에서 품질의 차이를 확인하십시오. 테스트하는 유닛의 기능에 따라, 하단 아이 다이어그램의 계측기 B가 실제로 low (‘0’) 값을 생성할 때 유닛은 high (‘1’) 값을 읽을 수도 있습니다.
그림 1은 PXIe-6545 (좌측)의 100 Mbps와 대체 PXI 계측기 (우측)의 100 Mbps 신호를 나타냅니다. PXI-5154는 디지털 신호 수집에 사용됩니다. 디지타이저는 RIS (random interleaved sampling) 모드로 설정되었으며 효율적인 샘플링 속도인 20 GS/s에서 수집합니다.
상승/하강 시간 또한 디지털 신호의 신호 품질 고려시 중요한 요소입니다. 1ns에 가까운 상승/하강 시간이 있는 PXIe-6544/45는 고속 디지털 통신 및 테스트에 이상적입니다.
데이터 스트리밍 속도
NI PXIe-6544/45 디바이스는 660 MB/s 입력 및 400 MB/s 출력의 스트리밍 속도를 통해 업계 최고 스트리밍 디지털 계측기를 구현합니다. 본 디바이스는 PXI Express 기술을 기반으로 합니다. NI PXIe-6544/45 디바이스가 RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks) 및 PXI Express 섀시와 함께 사용되면 PC로 660 MB/s 스트리밍, PC로부터 400 MB/s로 스트리밍합니다. 이를 사용하여 생성/수집을 위해 고화질 디지털 및 비디오 신호를 스트리밍할 수 있습니다. NI PXIe-6544/45 디바이스로 LCD 화면, TV 컴포넌트 및 신호 (HD 신호, 60 Hz에서 최고 1080p), RF 칩 및 HD 라디오를 테스트할 수 있습니다. 기존 SMC 기반 디바이스와 비교하여 NI PXIe-6544/45 디바이스는 PXI Express 구조에 기반한 유일한 계측기입니다.
| 제품별 | 평균 스트리밍 속도 (수집) | 평균 스트리밍 속도 (생성) |
| PXIe-6544 | 400 MB/s | 400 MB/s |
| PXIe-6545 | 660 MB/s | 400 MB/s |
표 2는 NI PXIe-6545의 입출력 스트리밍 속도입니다.
NI PXIe-6544/45 계측기에는 섀시의 백플레인에 x4 링크가 있습니다. 본 링크는 최고 1 GB/s 데이터 스트리밍 속도를 제공합니다. 여러 개의 NI PXIe-6544/45 디바이스를 단일 섀시에 연결할 수 있으며 PXI Express 섀시 백플레인에서 더욱 빠른 스트리밍 속도를 구현합니다.
타이밍
NI PXIe-6544/45 디바이스에는 직접 디지털 합성 (DDS) 기술에 기반한 온보드 클럭이 있습니다. 본 클럭을 사용하여 임의 주파수가 필요한 디바이스로 인터페이스할 수 있습니다. 과거에는 엔지니어들이 디지털 계측기를 사용할 때 선택한 주파수를 사용하거나 또는 원하는 주파수가 가장 근접한 주파수에 맞춰졌습니다. 이제 NI PXIe-6544/45 디바이스로 sub-Hz 클럭 속도 정밀도로 생성 또는 수집할 수 있습니다. 한 예로, 153MHz 주파수를 요구하는 디바이스를 생각해봅시다. 400 MHz 타임 베이스의 디지털 계측기가 사용되고 분할 (divide down) 아키텍처가 있다면, 얻을 수 있는 최근접 주파수는 400/3 =133 MHz 또는 400/2 =200MHz입니다. 이러한 디지털 컴포넌트가 요구하는 속도를 얻기 위해서 외부 클럭을 사용해야 할 것입니다. NI PXIe-6544/45 디바이스는 외부 클럭이나 어플리케이션을 위한 회로를 요구하지 않습니다. 그림 2는 NI PXIe-6545로부터 반출되는 샘플 클럭(153 MHz에서 실행)입니다.
그림 2는 153MHz에서 클럭킹되는 디지털 웨이브폼을 생성함으로써 6.53ns 주기를 얻는 방법입니다.
전압 정확도
NI PXIe-6544/45 디바이스에는 32개의 양방향 라인이 있습니다. 본 라인에서 1.2, 1.5, 1.8, 2.5, 3.3 V의 전압 레벨을 프로그램적으로 선택할 수 있습니다. 아래의 표는 본 전압 레벨의 정확도에 대해 설명합니다. NI PXIe-6544/45 디바이스는 각 선택가능한 전압 레벨에서 출력하도록 설정되었습니다. 고해상도 DMM은 그 후 전압을 읽는데 사용되었습니다.
표 3은 PXIe-6545의 전압 정확도를 나타냅니다. PXIe-6545는 여러 전압 레벨에서 DC 전압을 생성하는 데 사용되었습니다. 소스 측정 유닛 (PXI-4130)은 PXIe-6545 및 대체 계측기에서 전압을 측정하기 위해 사용되었습니다.
참고: VOH 및 VIH 레벨만이 프로그램적으로 선택가능합니다. VIL 및 VOL 레벨은 항상 0V (GND)입니다.
결론
NI PXIe-6544/45 디바이스는 향상된 신호 품질, 더욱 빠른 스트리밍 속도 및 여러 정밀 타이밍 기능과 같은 여러가지 새로운 기능을 제공합니다. 본 기능 으로 디지털 인터페이스와 통신에 이상적인 계측기가 완성됩니다.
관련 링크
NI PXIe-6544/45 사양 보기
NI PXIe-6544/45의 어플리케이션
NI 고속 디지털 계측기의 새로운 점
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