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Q: 在構建測試、監控系統時,什么情況下需要考慮隔離?
以下情況下需要考慮隔離:
  • 與危險電壓鄰接
  • 可能產生瞬態電壓的工業環境
  • 存在共模電壓或不穩定地電位的環境
  • 電氣噪聲環境,如存在工業電機
  • 瞬態敏感的應用,必須避免在測量系統中出現電壓尖峰
工業測量、過程控制、及自動化測試是存在共模電壓、高瞬態電壓、及電氣噪聲的典型應用。具有隔離的測量設備能夠在嚴酷環境下提供可靠的測量。針對與患者直接接觸的醫療設備,隔離能夠有效避免設備中瞬態功率的傳輸。

根據用戶對電壓及數據率的要求,隔離測量可以有多種選擇。用戶可選擇用于筆記本、桌面PC、工業PC、PXI、平板PC、及cPCI的插入式板,它具有內置隔離或外置信號調理。用戶也可通過可編程自動控制器(PACs)及USB測量系統來實現隔離測量。

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Q: 實現隔離有哪幾種方法?
隔離要求信號通過隔離阻障傳輸,不能有直接電氣連接。常用的非接觸式信號傳輸器件有發光二極管(LED)、電容、電感等。此類器件的基本原理即是最常見的三種隔離技術:光電、電容及電感耦合。
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1,光電隔離
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LED能在通電時發光。光電隔離利用LED與光電探測設備實現隔離阻障,通過光來傳輸信號。光電探測設備接受LED發出的光信號,再將其轉換成原始電信號。
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光電隔離是最常用的隔離方法。使用光電隔離的優勢是能夠避免電氣與磁場噪聲。而缺點則是傳輸速度受限于LED的轉換速度、高功率散射及LED磨損。
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2,電容隔離
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電容隔離是基于電荷聚集于電容板而產生的電勢變化。該變化從隔離阻障中測量得到,它與測量信號大小成比例。
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電容隔離的優點是能夠抑制電磁干擾。因為電容隔離不像光電隔離需要LED轉換,所以能支持更快的數據傳輸率。但由于電容耦合利用電勢來傳輸數據,因此容易受到外部電場的干擾。
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3,電感耦合隔離
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19世紀早期,丹麥物理學家Hans Oersted發現當電流通過線圈時會產生磁場。之后又發現,能在靠近產生變化磁場線圈的另一個線圈上獲得感應電流。另一個線圈上感應的電壓及電流大小取決于第一個線圈上的交變電流。該現象被稱為互感,它就是電感耦合的基本原理。
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電感耦合使用一對具有絕緣層的線圈。絕緣層隔離了物理信號的傳輸。一端線圈上的變化電流會在絕緣阻障另一端的線圈上感應類似的電流,信號就通過這種方式傳播。電感隔離提供與電容技術類似的高速傳輸。但由于電感耦合傳輸信號要涉及磁場,所以容易受到外部磁場干擾。

Q: 在PCIe總線中,x1、x4和x16分別代表什么意思?

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對于PCI Express,數據在傳輸端和接收端之間(稱之為通道)串行傳送,通道支持的單向數據傳輸速率為250 MB/s??梢詫⒍鄠€通道組合成x1(1)、x2、x4、x8、x12、x16x32連接,以提高插槽的可用帶寬。例如,一個x16的插槽具有4 GB/s的單向帶寬(250 MB/s x16)。在PCI Express中,不同寬度的通道對應于不同物理尺寸的插槽。

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Q: 什么是PXI?
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PXI 是一種專為工業數據采集與自動化應用度身定制的模塊化儀器平臺,具備機械、電氣與軟件等多方面的專業特性。PXI(PCI eXtensions for Instrumentation)充分利用了當前最普及的臺式計算機高速標準結構——PCI。PXI 規范是CompactPCI 規范的擴展。CompactPCI 定義了封裝堅固的工業版PCI 總線架構,在硬件模塊易于裝卸的前提下提供優秀的機械整合性。
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因此,PXI 產品具有級別更高、定義更嚴謹的環境一致性指標,符合工業環境下振動、撞擊、溫度與濕度的極限條件。PXI 在CompactPCI 的機械規范上強制增加了環境性能測試與主動冷卻裝置,以簡化系統集成并確保不同廠商產品之間的互用性。此外,PXI 還在高速PCI 總線的基礎上補充了測量與自動化系統專用的定時與觸發特性。
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總的來說,PXI 是一種堅固的模塊化儀器平臺,它提出了基于計算機的高性能標準化測量與自動化方案。以合理的價位提供比原有系統架構出色得多的性能。PXI 用戶自然地享有很多便利,如廉價、易用、靈活的PC 技術;開放的工業標準以及與CompactPCI產品的完全互用性。

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