基于PXI和GPIB總線電路測(cè)試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)

引言
傳統(tǒng)的電路性能檢測(cè)采用人工檢測(cè)來(lái)檢定電路是否合格，主要存在以下弊端：第一，在測(cè)試過(guò)程中頻繁地更換儀器和被測(cè)對(duì)象的連線，操作儀器不斷地完成整個(gè)測(cè)試過(guò)程，后續(xù)還需要人工進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和編寫(xiě)檢測(cè)報(bào)告等工作，耗費(fèi)大量的時(shí)間，不能適應(yīng)部隊(duì)武器裝備的快速化保障需求；第二，這種傳統(tǒng)檢測(cè)方法不具備自動(dòng)化操作，在測(cè)試過(guò)程中對(duì)測(cè)試人員的依賴(lài)性較強(qiáng)，要求測(cè)試人員熟練掌握測(cè)試流程，而且在測(cè)試和后續(xù)數(shù)據(jù)處理過(guò)程中難免引入人為誤差；第三，由于電路通常都需要完成多個(gè)項(xiàng)目的測(cè)試，測(cè)試過(guò)程極其繁瑣和枯燥，勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且頻繁操作和誤操作容易損壞貴重儀器。
自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)(automatic test system，ATS)是指：測(cè)試儀器在計(jì)算機(jī)的控制下，向被測(cè)對(duì)象按照一定的時(shí)序和順序提供激勵(lì)，同時(shí)對(duì)被測(cè)對(duì)象在該激勵(lì)下的響應(yīng)進(jìn)行測(cè)量的系統(tǒng)。GPIB，VXI，PXI是目前自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)較常用標(biāo)準(zhǔn)總線，這幾種總線構(gòu)建的測(cè)試平臺(tái)比較如表1所示。1980年代VXI的出現(xiàn)，將高階量測(cè)與測(cè)試應(yīng)用的設(shè)備帶進(jìn)了模塊化的階段。VXI的價(jià)格較高，隨著技術(shù)發(fā)展，PXI延續(xù)模塊化的精神，以較緊實(shí)的架構(gòu)設(shè)計(jì)、較快的總線速度，以及較低的價(jià)格，提供量測(cè)與測(cè)試設(shè)備一個(gè)新的選擇。GPIB是控制器和可編程儀器之間通信的一種總線協(xié)議，也稱(chēng)為IEEE2488標(biāo)準(zhǔn)，因其使用簡(jiǎn)單、傳輸速率高而被廣泛應(yīng)用，隨著IEEE488標(biāo)準(zhǔn)的完善，GPIB總線傳輸速率的提高以及帶GPIB接口的儀器成本不斷下降。PXI和GPIB為目前工業(yè)上普遍采用的測(cè)試總線，其性能穩(wěn)定、操作方便、組建靈活、設(shè)備利用率高、價(jià)格低廉，適合于組建性價(jià)比高的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。另外，虛擬儀器技術(shù)的飛速發(fā)展和不斷完善，LabVIEW軟件平臺(tái)的圖形化操作界面，都非常有利于工程師們迅速的掌握設(shè)計(jì)編程方法，又好又快地完成項(xiàng)目任務(wù)，因此虛擬儀器技術(shù)在工業(yè)測(cè)量領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。

因此本文提出了基于LabVIEW平臺(tái)的PXI加GPIB總線的測(cè)試系統(tǒng)。
GPIB總線的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，即借助LabVIEW開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用虛擬儀器的軟件設(shè)計(jì)方法，通過(guò)GPIB總線接口和相應(yīng)的控制電路，實(shí)現(xiàn)工控機(jī)對(duì)各種測(cè)試儀器的實(shí)時(shí)控制，完成對(duì)被測(cè)電路各項(xiàng)性能指標(biāo)的自動(dòng)化測(cè)試，并充分發(fā)揮工控機(jī)自動(dòng)分析和處理數(shù)據(jù)的能力，最后將數(shù)據(jù)以電子文檔形式保存后生成測(cè)試報(bào)表打印出來(lái)。

1 測(cè)試系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
1．1 總體框架設(shè)計(jì)
該測(cè)試系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)上采用PXI和GPIB總線接口、數(shù)據(jù)采集卡和相應(yīng)的繼電器控制電路，實(shí)現(xiàn)工控機(jī)對(duì)各種測(cè)試儀器的實(shí)時(shí)控制。在軟件設(shè)計(jì)上通過(guò)LabVIEW開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用虛擬儀器的軟件設(shè)計(jì)方法，將工控機(jī)硬件資源與儀器硬件有機(jī)地融合為一體，并通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的分析、顯示以及存儲(chǔ)，解決了在LabVIEW中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理的技術(shù)問(wèn)題。
測(cè)試過(guò)程要以自動(dòng)測(cè)試的方式完成。
自動(dòng)測(cè)試主要采用NI公司的相關(guān)PXI板卡在默認(rèn)設(shè)置狀態(tài)下完成檢測(cè)工作，設(shè)計(jì)思路是通過(guò)數(shù)字I／O口控制繼電器的打開(kāi)和閉合來(lái)控制測(cè)試設(shè)備的連接。等所需的測(cè)試項(xiàng)目連接好后，再通過(guò)LabVIEW的編寫(xiě)的數(shù)據(jù)采集處理程序獲得測(cè)量數(shù)據(jù)，在顯示界面顯示測(cè)量結(jié)果，便于用戶分析處理，得出相應(yīng)的結(jié)論，最后把測(cè)量結(jié)果保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，便于以后調(diào)出來(lái)進(jìn)行分析和寫(xiě)測(cè)試報(bào)告。