要介绍作为测量和自动化控制技术的总线平台－PXI（PCI eXtensions for Instrumentation）总线，我们首先简单介绍一下PXI的出现。从20世纪初最早的模拟示波器开始，到1965年GPIB标准的提出，到现在的插卡式仪器的大量出现，总共经历了近40年，而大规模发展则是最近15年。PXI也是虚拟仪器的一部分。虚拟仪器由最早的模拟台式仪器通过GPIB组建多功能综合测试台，经历了计算机技术的蓬勃发展，尤其是CPU浮点运算的大幅提高，高速工业总线的不断更新（ISA-PCI-PCIe）。插卡式仪器也经历了ISA总线——PCI总线——VXI总线——PXI总线的发展，同时借助CPU不断发展的功能，将大量原先需要台式仪器以硬件方式处理的事件转交给计算机的软件来处理，虚拟仪器借助计算机的发展，不断的提升测试速度和将更多更有效的测试算法通过软件进行处理。由于虚拟仪器总线的透明化、公开性，使得产品线更加丰富，为用户在价位和性能上有了更多的选择。由于虚拟仪器特别是VXI、PXI总线的推出和产品线的不断完善，我们可以将测试由单一仪器测试向由多种仪器集成的系统测试顺利的过渡。
1997年最早由NI公司推出的PXI总线在整合了台式计算机的高速PCI总线的80Mbytes/s优势,并借鉴了VXI总线中先进的仪器技术如同步触发、板间总线、板载时钟等特性； 加之体积上更加紧凑的结构和先进的芯片发展将PXI的成本大幅降低，使PXI成为了在测试系统中具有价格优势的新的测试方案。截止到现在，全球的PXI联盟成员近70家，提供近千种的PXI总线产品，成立于1995年的北京中科泛华测控技术有限公司一直是NI公司中国区指定代理商和系统联盟商，在提供PXI产品技术支持、系统集成方面有着丰富的经验。
在我们有多种总线虚拟仪器可供选择的今天，什么将成为选择的首要呢？性能和价格最完美的搭配台式计算机提供了有限的插槽可供我们选择，有限的模块及接口板，依赖更多的以GPIB和串口扩展自身的功能，同时仪器测量中所要遵从的一系列电磁认证和测试是无法保证的（台式计算机和工控机没有相关的条约来制约），但毋庸置疑的PC方式是成本最低廉的一种方案。NI公司在PC上提供通常精度的示波器、万用表及信号发生器。VXI自上世纪80年代末出现，以它开放、模块化、高精度、抗干扰、系统集成度较高的特性迅速在测试领域中推广，但由于使用的总线技术和自身模块体积等因素而受到制约，同样它在价位上也处于很高的水平。
作为测量最大的一个挑战是成功地在感兴趣的地方触发采样。因为，大多数的高速数字转化器实际上只记录全部时间的一部分，如果触发点设置不对，就会很容易的失去一个信号。使用成熟的触发选项，如触发器开始，可编程滞后值，触发器停止，可以捕获到想要信号的精度范围，所以每种仪器的时基和采样稳定时间都非常重要。下面主要介绍一下基于NI公司的PXI总线插卡式仪器。
高速数字万用表（DMM）——NI4070 6位半的万用表
特点是有出色的测量速度，当测量精度是6位半时（相当于22Bit的A/D 转换），每秒可测量100点数据；当测量精度是5位半时（相当于18Bit的A/D 转换），每秒可测量3千个点数据；当对于精度没有高要求时，此仪器采样率可达到1.8MS/s，同时内置式自校准确保长期精度。NI4070是分辨率可调的带隔离的数字化仪并附带Soft-Panel。
示波器 －高精度数字化仪（SCOPE）——-NI512X
大多数用数字转换器的测试都使用数字计数器自带的定时器进行定时。例如：将采样率设置为100MS/s，数字转换器每10ns快速执行一次模数转换。有时，对于要通过使用外部计数器的步进测量是有利的。考虑测发动机上螺栓受到的应力，想知道螺杆上那一点位置的应变值，可在发动机上装一个编码器，编码器特定位置的输出，可用这个信号来进行计数。
利用大容量的板上内存可以解决示波器的长记录的问题。记录长度与可用来存储数字来显示的内存大小有关。许多高速示波器/数字转换器，记录长度限制了一点采样最大持续时间。例如，1，000个采样点的缓存，采样频率为20MHz，它的采样持续时间为50µs（1，000/20MHz=50µs）。100，000个采样点的缓存，采样频率为20MHz，它的采样持续时间为50µs（100，000/20MHz=5ms）。为了用传统万用表捕捉到长波形，就要降低采样率，这样会失去采集信号有用的信息。使用大内存（＞4MB），在许多NI的数字转换器上都有效，可以在采集长的、复杂的信号时保持高采样率。
现在已经推出200MS/s示波器板卡——12bit 200MS/s PXI-5124
采样率为2GS/s:在高速度数字化仪中，RIS 是用来采集信号的一个方法，以便外在采样率比真正的采样频率高。 举例来说， NI 5112 有实时的采样 100MS/s 的频率，但是使用 RIS，装置能在 2GS/s 采样重复的信号， 只有当测量周期的信号时候 , 你能使用该技术。
NI公司的数字化仪装备有NI-TIO ASIC，国家仪器开发高级的计数器和数字输入输出I/O ASIC。NI-TIO, 是NI的数字化仪的定时技术的核心， 标记你的时间记录精确到2 ns。你能标记时间使你的测量法从采样到采样, 秒到秒或天到天 。 时间标记也插进多种的记录采集模式。有了像NI 5122高速采样率，你能准确迅速地获得现象例如雷达、脉冲和时间标记，这个事件时间为2 ns。
高精度信号发生器(AWG)——NI5421
任意波形和频率/函数发生器是一种优质的信号源，能产生复杂的用户定义的波形和标准的函数。AWGs和FGs能输出标准波形，象通过使用直接数字合成（DDS）时钟机制生成高精度的正弦波和方波。这些信号的特点是高速，高纯度，增强的操作适应性和DEEP MEMROY。它们一般用于AC信号发生和系统激励。AWGs和FGs提供几种触发方式，来控制开始和停止波形发生。AWGs和FGs的这种特性是在信号源中提供多功能性的一项重要特性。AWGs的另一重要特性是连接和循环能力（波形的分段传输），可以在板载内存上连接和循环（重复）多个波形来生成更复杂的波形，
如需要任意波形模式，可以将波形定义成多缓存，然后，可以运行波形分段传输（或顺序传输），它以想要的任何顺序连接和循环这些缓存，在产生真实任意波形中带给你最大的适应性。在任意波形模式下，依靠板载内存存储波形缓存数据，FIFO内存存储分段传输列表，分段传输列表定义了波形缓冲连接和在循环的路线。
使用函数发生器模式下，使用DDS技术，可以产生自然重复的周期波形，象正弦波，方波和三角波。DDS将缓存限制在16,384个采样点。DDS技术产生出来的信号具有高频率精度，正确性，稳定性和低相位噪声。DDS的核心是相位累积器，使用板载查询表数字式地累积将转化为信号值的相位值。DDS提供连续相频变化。这样的信号被用来作为频率扫描的模版信号源，这种信号源是用于RF信号发生器和载频精控系统
开关类模块(SWITCH) ——NI PXI-25XX
NI提供范围广泛的高质量开关解决方案，包括矩阵，通用继电器和高速开关。普通矩阵开关的用途最广，最常见的用于数字万用表（DMM）和示波器（SCOPE）前端，扩展通道，解决仪器通道较少的问题。500MHz带宽的高速开关，主要为RF设备服务。其他继电器开关可以和数据采集卡或数字I/O卡相连接。
以上四类产品都符合IVI标准，并支持IVI仪器的标准驱动。
高速数字信号发生器/分析仪（DWG/A）——NI655X
最高时钟频率是100MHz，可编程电压输入范围-2.0V到5.5V，输入精度10mV。
可编程电压可以直接控制20通道，每通道可独立定义方向。同时每通道板载最大缓存 64Mb。高速数字信号发生器/分析仪用于生成和编辑数字波形的编辑器。提供更加优化的NI-HSDIO驱动
射频信号发送/接受器（RF）——-NI5660,5670
这两款产品是NI公司迈向通讯测试市场的一大步。针对手机信号频段NI5670 RF信号发生器频率从250KHz到2.7GHz（16bit信号精度），任意波形生成达到100MS/s，并具有22MHz实时带宽，输出功率-145到13dB。
NI5660 RF信号分析仪频率9KHz到2.7GHz，板载64MB缓存。相位噪声〈-90dBm/Hz。
相应的NI调制和频谱测量软件有如下功能
•数字调制格式 包括：FSK,MSK,GMSK,PSK和QAM
•模拟调制格式包括：AM,Fm和PM
•带内功率、邻道功率、峰值查找和FFT缩放
•I、Q数据分析
•EVM,MER,BER,相差，脉冲定时
•和频谱离差
•3D波谱图和3D眼图
•60多种仿真、波形发生和采集
利用以上标准的仪器设备，再加上大量的数据采集卡和其他标准接口设备（RS—232，485，CAN，GPIB，MXI-2）就可以组成我们需要的混合测试系统，这些混合测试系统都要求工程师选择的测试系统的内核能很好的集成现在、过去和未来的平台。
今后仪器发展的方向将是传统的台式仪器与模块化插卡式仪器共存，并且将相互借鉴与融合。
关于我们：
北京中科泛华测控技术有限公司成立于1997年，是以现代测控技术和计算机技术为核心的测控系统产品销售、开发、集成专业技术公司，公司目前是美国国家仪器公司（National Instruments）在中国大陆的唯一代理商。1997年被北京市新技术产业开发试验区办公室命名为"新技术企业"。
多年来的发展使公司积累了丰富的工程经验，拥有了雄厚的技术实力。2003年成为NI系统联盟商。测试系统及测控项目集成领域拓展到包括了汽车测试、通讯、船舶、动力、飞机、航空、 消费电子等多个领域。公司目前建立了遍及全国的服务网络，在西安、成都、上海和深圳等地设有分支机构，向各地客户提供强有力的本地化支持。
作者： 北京中科泛华测控技术有限公司&
