高密度 PXI 波形发生器提升 HIL 验证的五种方式

为新型工业控制器搭建硬件在环（HIL）系统时，测试计划要求仿真典型传感器信号中的高压瞬态。连接信号、配置软件并运行序列后，测试失败：PXI 机箱中的标准函数发生器卡输出峰值仅为 ±10 伏，而实际传感器需要 ±25 伏的扫描才能触发正确的故障码。硬件限制导致整个验证流程中断。

这一场景反映了硬件验证中的常见瓶颈。标准函数发生器和通用模拟输出卡能够胜任简单任务，但在测试需要高电压、高通道密度和相位连续频率控制时便无法满足需求。工程师需要的是能够满足特定严苛标准、且无需重建整个测试架构的工具。

本文探讨基础函数发生器之外的模块能力，聚焦能够提供可靠长期性能的解决方案。

提升 HIL 验证的关键考量

• 宽输出范围：现代设备测试需要比旧系统更宽的输出范围。更宽的输出电压能力省去了额外的信号调理，以及相关的成本、空间和布线。宽输出范围还能灵活应对多种被测设备（DUT），包括工业加速度计和重型机械传感器，这些设备的工作电压远超标准 ±10 伏上限。
• 频率范围：更宽的频率范围使单一方案即可仿真从低频信号（如应变计信号）到高频瞬态（如加速度计信号），以及大多数音频频率。这种广度支持多种测试场景，无需在测试之间更换硬件。
• 精确控制：只有通过精确的信号控制，才能防止虚假故障并消除仿真信号中的间隙或不一致。直接数字合成等技术可实现即时、软件控制的频率调整，并保持相位连续，这在测试敏感模拟输入时至关重要——单次信号跳变都可能触发错误报警。
• 波形多样性：复现复杂波形环境的能力，使工程师能够在单次测试中通过多个通道驱动不同类型的传感器，这对多传感器环境中的精确仿真至关重要。每个通道独立控制，所有通道可同时生成完全不同的信号，无论是连续正弦波、三角波、脉冲波还是用户自定义的任意波形。当多个通道以相同频率运行周期性波形时，一条命令即可对齐它们的相位。
• 精确时序与同步：将激励信号与更广泛的测试系统同步，可使所有仪器协同工作。触发功能允许其他仪器的事件来启动波形生成或扫描，确保整个系统协调运行。工程师还可以施加直流偏置，并利用灵活的扫频功能来模拟动态的真实工况。

我们的波形发生器：41/43-625

41-625（PXI）和 43-625（PXIe）波形发生器为搭建功能测试和硬件在环系统的工程师提供了实用的解决方案。这些模块具备更宽的输出范围和频率范围、精确的控制能力、波形多样性，以及当今 HIL 系统所需的时序与同步功能。两个版本均占用单个机箱槽位，并提供高通道密度，可选 8、16、24 或 32 通道配置。这种密度使测试工程师能够用紧凑的集成方案替代机架式的低密度台式仪器。

实际应用

这些先进规格直接转化为现场应用。主要用例之一是在整个产品生命周期中仿真加速度计，包括实验室设计验证、制造车间的自动化生产测试，以及现场维护检查。高通道密度和宽电压范围支持同时仿真多个传感器，使被测设备承受与真实工况一致的应力。

PXI 模块对比

下表重点展示了 Pickering 模块与主要竞争对手在关键性能等方面的对比情况。

41/43-625 波形发生器在以下方面具有优势：输出电压更高、型号选择更丰富以适配特定应用，并支持 PXI、PXIe 和 Pickering LXI/USB 测试系统的多种格式。此外，与共地的模拟输出卡不同，该波形发生器采用隔离通道架构，可在 HIL 和功能测试系统中实现精确的传感器级仿真。最后，一如既往，提供三年质保和有保障的长期支持（通常为 15-20 年）。

提升硬件验证策略

总之，先进的测试系统需要能够消除瓶颈并提供可靠、可重复数据的硬件。41/43-625 系列函数发生器可从上述五个方面提升 HIL 验证，包括复杂功能测试所需的高电压、通道密度和精确控制，同时能够无缝集成到现有平台，并为对稳健性要求高的行业提供所需的长期支持。

如需提升测试能力并缩短周期时间，请查阅 41-625 和 43-625 系列的完整规格。

如需了解 HIL 传感器仿真、波形生成或定制信号路径，请与 Pickering 联系。

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