基于LabVIEW平台的多路前置放大器的自动测量系统

3 　系统软件构成

软件构成框图如图2 所示. 其中测量与控制部分的功能划分为多个子模块进行设计,提高了软件的可靠性、可维护性和可扩展性.



图2 　系统测试程序框图

A. 人机界面

用于确定用户类别和各类用户的操作权限.最高为系统管理员的操作权限,包括:开始测试、数据管理、参数修改三大功能. 其中“开始测试”操作包括自动测试和选项测试,选择后可以进行多路放大器模块的测试操作;“数据管理”操作包括测试记录的查询、保存、打印等操作;“参数修改”操作包括芯片的参数指标修改.

B. 测量与控制部分

用于完成各项指标的测量. 测控程序分为3类:

a. 仪器通信子VI ,为每台GPIB 仪器构建通信子VI. 通信子VI 采用VISA 方式和IVI 方式编程实现. VISA 是虚拟仪器软件结构体系(Virtual Inst rument Software Architecture) ,实质是一个I/ O 接口软件库. 采用了VISA 标准,就可以不考虑时间及仪器I/ O 选择项. IVI 是可互换虚拟仪器( Interchangeable Virtual Instrument ) ,其实质是一个以仪器类别划分的仪器驱动程序库,采用IVI 编程可直接调用LabVIEW 工作平台提供的虚拟仪器驱动程序. 本系统对采用传输VISA Session 和IVI Session 参数进行控制.

b. 指标测量子VI ,将需测试的各项指标编写成独立的测试子VI ,采用调用LabVIEW函数方式编程实现. 程序运行顺序采用顺序结构和事件结构实现,既能单独调用一个测试子VI程序,也能同时调用多个测试子VI 程序,使各个测试项目有序进行, 互不干扰.

c. 采集控制子VI ,发送各测量端口转换控制命令. 通过调用“确定端口”和“写端口”传输控制参数至数字I/ O卡.

C. 数据处理部分

用于对测量到的数据进行处理计算、汇总,得到所需的信息,并嵌入打印程序,可随时对数据进行打印.

4 　系统工作原理与工作过程

系统工作时,首先进入系统登录界面,输入用户名和密码可确定操作人员的工作权限,无权限的操作按钮被隐藏.“测试”操作包括自动测试和选项测试,33 项测试参数通过“建立数组”函数,形成参数变量子VI ,供各项参数测试时调用. 开始测量时,先依次初始化万用表、示波器、任意波发生器和I/O 接口,并通过检查取样电阻上的电压,检查多路前置放大器模块上的电源连接和模块的接入. 然后,调用数据库中的测试条件参数对仪器进行测试环境设置和向I/ O接口卡发送控制命令. 可编程控制电路板上的CPLD 对控制命令进行译码,进而实现对测试点的选择;工控机通过GPIB 总线读取万用表、示波器所测的数据. 对于可直接测量的指标,工控机存储所测数据并在人机交互界面显示;对于不能用万用表、示波器直接测量的指标,则通过LabVIEW 平台的数据处理来获得,即在测试程序中嵌入“公式节点”函数,计算出间接测量的指标,如放大倍数、带宽、噪声、串扰、跨阻等性能指标的测量. 测得的参数都将与测试条件参数比较,判定合格与否.

基于LabVIEW 工作平台自动测量系统,为多路前置放大器技术参数的快速测试提供了一个实时可靠的解决方案,经过大量仿真和实际测试,结果表明:该测量系统能在30min 时间内,自动完成5 路放大器165个参数的测量、记录、标出不合格参数以及打印,满足系统要求,目前已投入使用. 采用虚拟测试技术取代传统的测试手段,可以极大地提高工作效率