基于LabVIEW平臺的多路前置放大器的自動測量系統(tǒng)
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3 系統(tǒng)軟件構(gòu)成
軟件構(gòu)成框圖如圖2 所示. 其中測量與控制部分的功能劃分為多個子模塊進(jìn)行設(shè)計,提高了軟件的可靠性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性.
圖2 系統(tǒng)測試程序框圖
A. 人機(jī)界面
用于確定用戶類別和各類用戶的操作權(quán)限.最高為系統(tǒng)管理員的操作權(quán)限,包括:開始測試、數(shù)據(jù)管理、參數(shù)修改三大功能. 其中“開始測試”操作包括自動測試和選項測試,選擇后可以進(jìn)行多路放大器模塊的測試操作;“數(shù)據(jù)管理”操作包括測試記錄的查詢、保存、打印等操作;“參數(shù)修改”操作包括芯片的參數(shù)指標(biāo)修改.
B. 測量與控制部分
用于完成各項指標(biāo)的測量. 測控程序分為3類:
a. 儀器通信子VI ,為每臺GPIB 儀器構(gòu)建通信子VI. 通信子VI 采用VISA 方式和IVI 方式編程實現(xiàn). VISA 是虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)體系(Virtual Inst rument Software Architecture) ,實質(zhì)是一個I/ O 接口軟件庫. 采用了VISA 標(biāo)準(zhǔn),就可以不考慮時間及儀器I/ O 選擇項. IVI 是可互換虛擬儀器( Interchangeable Virtual Instrument ) ,其實質(zhì)是一個以儀器類別劃分的儀器驅(qū)動程序庫,采用IVI 編程可直接調(diào)用LabVIEW 工作平臺提供的虛擬儀器驅(qū)動程序. 本系統(tǒng)對采用傳輸VISA Session 和IVI Session 參數(shù)進(jìn)行控制.
b. 指標(biāo)測量子VI ,將需測試的各項指標(biāo)編寫成獨立的測試子VI ,采用調(diào)用LabVIEW函數(shù)方式編程實現(xiàn). 程序運(yùn)行順序采用順序結(jié)構(gòu)和事件結(jié)構(gòu)實現(xiàn),既能單獨調(diào)用一個測試子VI程序,也能同時調(diào)用多個測試子VI 程序,使各個測試項目有序進(jìn)行, 互不干擾.
c. 采集控制子VI ,發(fā)送各測量端口轉(zhuǎn)換控制命令. 通過調(diào)用“確定端口”和“寫端口”傳輸控制參數(shù)至數(shù)字I/ O卡.
C. 數(shù)據(jù)處理部分
用于對測量到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計算、匯總,得到所需的信息,并嵌入打印程序,可隨時對數(shù)據(jù)進(jìn)行打印.
4 系統(tǒng)工作原理與工作過程
系統(tǒng)工作時,首先進(jìn)入系統(tǒng)登錄界面,輸入用戶名和密碼可確定操作人員的工作權(quán)限,無權(quán)限的操作按鈕被隱藏.“測試”操作包括自動測試和選項測試,33 項測試參數(shù)通過“建立數(shù)組”函數(shù),形成參數(shù)變量子VI ,供各項參數(shù)測試時調(diào)用. 開始測量時,先依次初始化萬用表、示波器、任意波發(fā)生器和I/O 接口,并通過檢查取樣電阻上的電壓,檢查多路前置放大器模塊上的電源連接和模塊的接入. 然后,調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的測試條件參數(shù)對儀器進(jìn)行測試環(huán)境設(shè)置和向I/ O接口卡發(fā)送控制命令. 可編程控制電路板上的CPLD 對控制命令進(jìn)行譯碼,進(jìn)而實現(xiàn)對測試點的選擇;工控機(jī)通過GPIB 總線讀取萬用表、示波器所測的數(shù)據(jù). 對于可直接測量的指標(biāo),工控機(jī)存儲所測數(shù)據(jù)并在人機(jī)交互界面顯示;對于不能用萬用表、示波器直接測量的指標(biāo),則通過LabVIEW 平臺的數(shù)據(jù)處理來獲得,即在測試程序中嵌入“公式節(jié)點”函數(shù),計算出間接測量的指標(biāo),如放大倍數(shù)、帶寬、噪聲、串?dāng)_、跨阻等性能指標(biāo)的測量. 測得的參數(shù)都將與測試條件參數(shù)比較,判定合格與否.
基于LabVIEW 工作平臺自動測量系統(tǒng),為多路前置放大器技術(shù)參數(shù)的快速測試提供了一個實時可靠的解決方案,經(jīng)過大量仿真和實際測試,結(jié)果表明:該測量系統(tǒng)能在30min 時間內(nèi),自動完成5 路放大器165個參數(shù)的測量、記錄、標(biāo)出不合格參數(shù)以及打印,滿足系統(tǒng)要求,目前已投入使用. 采用虛擬測試技術(shù)取代傳統(tǒng)的測試手段,可以極大地提高工作效率
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