NI: PXI-Erweiterung für DC-Präzisionsanwendungen

National Instruments hat als Erweiterung ihrer PC-basierten modularen Messgeräteplattform PXI für den Einsatz in DC-Präzisionsanwendungen eine SMU (Source Measure Unit) und zwei Schaltmodule vorgestellt.

PXI (PCI eXtensions for Instrumentation) wurde als Bussystem ursprünglich von National Instruments als Weiterentwicklung der Standards PCI und CompactPCI für die Mess- und Automatisierungstechnik entwickelt. Heute handelt es sich um eine offene Spezifikation der PXI Systems Alliance, welche eine robuste, auf PC-basierte modulare Messgeräteplattform definiert, die für Mess-, Prüf-, Steuer- und Regelanwendungen optimiert ist.

Die Kombination moderner analoger und FPGA-basierter Systemarchitekturen bei den vorgestellten PXI-Erweiterungen ermöglicht es, hohe elektrische Leistung und präzise Regelungsmechanismen auf kleinem Raum unterzubringen. Das ist besonders für die Mess- und Testtechnik interessant.

Die 3U-PXI-SMU »PXI-4130« besitzt eine isolierte Vierquadrantenquelle mit bis zu +/-20 V Ausgangsspannung und bietet die Möglichkeit zur Vier-Leiter-Messung (Remote Sense). Dieser Kanal kann im ersten und dritten Quadranten bis zu 40 W zur Verfügung stellen (Sourcing) und im zweiten und vierten Quadranten bis zu 10 W ziehen (Sinking). Ein zusätzlicher Kanal dient als Strom- und Spannungsquelle beziehungsweise zur Erfassung jener Größen. Dadurch stehen eine SMU und ein Netzteil in einem einzigen PXI-Modul bereit. Dank der fünf einstellbaren Strombereiche, die eine Messauflösung bis zu 1 nA bieten, eignet sich die SMU zur Test- und Designvalidierung für Anwendungen, die programmatische Veränderungen (Sinking, Sourcing, Sweeping) von Spannungen und Strömen erfordern.

Die 3U-Schaltmodule »PXI-2535« und »PXI-2536« bieten bis zu 544 Koppelpunkte. Das Modul PXI-2535 ist als eine einadrige 4x136-Matrix, das andere Gerät als eine einadrige 8x68-Matrix konfiguriert. Die Schaltmodule basieren auf Feldeffekttransistoren (FET), was recht lange mechanische Lebensdauer, unbegrenzte simultane Verbindungen sowie Schaltgeschwindigkeiten bis zu 50 000 Koppelpunkte pro Sekunde ermöglicht. Durch diese Funktionen werden die Schaltmodule zu einer kosteneffektiven Lösung für das Routen von energiearmen Gleichstromsignalen beim Validieren und Prüfen von Geräten aus der Massenfertigung wie etwa Halbleiterchips. Eine Software zur Verwaltung von Schaltvorgängen (»Switch Executive«) erleichtert die Konfiguration und macht die Wiederverwendung des Codes möglich.

Anwender können SMU und Schaltmodule gemeinsam einsetzen, um Spannungs- und Stromparameter auf Geräten mit hoher Pinanzahl präzise zu charakterisieren. Sie profitieren dabei im Vergleich zu traditionellen Ansätzen von einer geringeren Größe und niedrigeren Kosten.