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一种基于虚拟仪器的通用测控系统一种基于虚拟仪器的通用测控系统
由多台精密仪器联合和ANSI C语言编写控制程序组成的自动控制系统,可以完成对信号处理设备的传输标定、
模拟信号调试和射频视频信号测试,并且可以满足该信号处理设备的多个型号的测试要求,该自动湄试平台硬
件配置方便,软件界面友好,在信号处理设备的实际测试中取得良好的效果。
引言
虚拟仪器技术是利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。自1986年问世以
来,世界各国的工程师和科学家们都已将NI LabVIEW图形化开发工具用于产品设计周期的各个环节,从而改善了产品质量、
缩短了产品投放市场的时间,并提高了产品开发和生产效率。使用集成化的虚拟仪器环境与现实世界的信号相连,分析数据以
获取实用信息,共享信息成果,有助于在较大范围内提高生产效率。本文研究了一种基于虚拟仪器技术的自动测试系统,该系
统的被测对象为信号处理设备,其任务是把输入信号经特定封装后输出,并通过GPIB和PCI接口控制各种仪器生成、接收多
种类型信号、测试设备的各技术参量,进而运用软件程序对测试数据结果进行分析,生成测试报告。和传统的测量系统相比,
该系统简化了测试流程、减少了测试中的人工误差,测试过程程序化、自动化、规范化,可以满足多型号信号处理设备的测试
需求。本文从总体设计、硬件和软件设计与编程几个方面,详细探讨了自主研发的自动测试系统实现方法,并给出了相应的实
验结果。
1 系统总体设计
自动测试系统的突出优点是系统中各种设备都是可程控的,整个测试工作在预先编制好的测试程序的统一指挥下完成,因而速
度快、量程大、误差小,可大量节约人力和时间。现在发展到第三代,虚拟仪器概念的提出及其快速发展更加突显了自动测试
系统硬件测试软件化的趋势。然而目前在中高端测试中,传统仪器由于其高性能、高精度、高稳定性仍占主导地位,短期内是
虚拟仪器无法取代的。
考虑到设计出一种满足中高端应用的测控系统,在硬件设备选择时,既使用了安捷伦等公司的高精密示波器、频谱仪等传统测
试仪器,也使用了IT公司基于PCI的模拟输出卡等典型虚拟仪器。
1.1测试需求分析
为实现高效自动测量,针对接入大量多种类型的数据需求,包括多种背景下的红外图像信号、各种模拟信号、开关信号、总线
数字信号(并行数据、RS232, ARINC429等),需要将这些信号封装为特定结构的PCM帧发送出去,由信号处理设备对接收到
的数据结构进行处理。自动测试系统工作主要有三项,一是传输精度标定;二是模拟输人信号测试,三是射频视频信号测试。
此外系统还要完成对各个模拟通道输人端口静态电阻的测量。
传输精度标定包括产生交流、直流标准输入信号,接收并处理测试数据,计算出输入输出信号误差,生成传输系数方程。投入
使用前,信号处理设备需要进行通道精度标定,随着设备工作时间增加和周围环境的变化,其通道参数会有所变化,需要对各
个通道进行重新标定。
模拟输人信号测试中需要利用仪器模拟信号处理设备所有需要的输入信号,这些信号要求可并行加载到输入端对应通道。其输
出的信号经接收解调后,其中数字信号计算误码率,模拟信号计算峰值与频率等参量并和输入信号进行比较,误差在设计允许
范围内则对应通道测试通过。
射频视频信号测试需要向信号处理设备输入信号源,测试发射机的各参数包括频率、频偏、功率等。
1.2系统的总体结构
为了满足信号处理设备的测试项目需求,自动测试系统由软硬件共同组成。该系统从结构上划分为控制模块、信号发生模块和
信号接收处理模块,每个结构模块内部按功能划分为标定、模拟输入信号测试和射频视频信号测试子模块。结构模块间为串行
关系,而功能子模块间为并行关系。
控制模块硬件以工控机为基础,软件为系统的主控进程负责记录用户测试参数设置,向信号发生和信号接收处理模块发出命令
控制硬件仪器的自检,按用户需要完成标定和测试流程,进行数据分析,自动修改数据库、生成标定数据表格、生成测试报
告。
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weixin_38667835
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