基于PXI和GPIB總線電路測試系統的開發與設計

引言
傳統的電路性能檢測采用人工檢測來檢定電路是否合格，主要存在以下弊端：第一，在測試過程中頻繁地更換儀器和被測對象的連線，操作儀器不斷地完成整個測試過程，后續還需要人工進行數據統計分析和編寫檢測報告等工作，耗費大量的時間，不能適應部隊武器裝備的快速化保障需求；第二，這種傳統檢測方法不具備自動化操作，在測試過程中對測試人員的依賴性較強，要求測試人員熟練掌握測試流程，而且在測試和后續數據處理過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項目的測試，測試過程極其繁瑣和枯燥，勞動強度大，而且頻繁操作和誤操作容易損壞貴重儀器。
自動化測試系統(automatic test system，ATS)是指：測試儀器在計算機的控制下，向被測對象按照一定的時序和順序提供激勵，同時對被測對象在該激勵下的響應進行測量的系統。GPIB，VXI，PXI是目前自動測試系統較常用標準總線，這幾種總線構建的測試平臺比較如表1所示。1980年代VXI的出現，將高階量測與測試應用的設備帶進了模塊化的階段。VXI的價格較高，隨著技術發展，PXI延續模塊化的精神，以較緊實的架構設計、較快的總線速度，以及較低的價格，提供量測與測試設備一個新的選擇。GPIB是控制器和可編程儀器之間通信的一種總線協議，也稱為IEEE2488標準，因其使用簡單、傳輸速率高而被廣泛應用，隨著IEEE488標準的完善，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為目前工業上普遍采用的測試總線，其性能穩定、操作方便、組建靈活、設備利用率高、價格低廉，適合于組建性價比高的自動測試系統。另外，虛擬儀器技術的飛速發展和不斷完善，LabVIEW軟件平臺的圖形化操作界面，都非常有利于工程師們迅速的掌握設計編程方法，又好又快地完成項目任務，因此虛擬儀器技術在工業測量領域也得到了廣泛的應用。

因此本文提出了基于LabVIEW平臺的PXI加GPIB總線的測試系統。
GPIB總線的自動測試系統的設計思想，即借助LabVIEW開發平臺，采用虛擬儀器的軟件設計方法，通過GPIB總線接口和相應的控制電路，實現工控機對各種測試儀器的實時控制，完成對被測電路各項性能指標的自動化測試，并充分發揮工控機自動分析和處理數據的能力，最后將數據以電子文檔形式保存后生成測試報表打印出來。

1 測試系統方案設計
1．1 總體框架設計
該測試系統在硬件設計上采用PXI和GPIB總線接口、數據采集卡和相應的繼電器控制電路，實現工控機對各種測試儀器的實時控制。在軟件設計上通過LabVIEW開發平臺，采用虛擬儀器的軟件設計方法，將工控機硬件資源與儀器硬件有機地融合為一體，并通過軟件實現對數據的分析、顯示以及存儲，解決了在LabVIEW中實現數據庫管理的技術問題。
測試過程要以自動測試的方式完成。
自動測試主要采用NI公司的相關PXI板卡在默認設置狀態下完成檢測工作，設計思路是通過數字I／O口控制繼電器的打開和閉合來控制測試設備的連接。等所需的測試項目連接好后，再通過LabVIEW的編寫的數據采集處理程序獲得測量數據，在顯示界面顯示測量結果，便于用戶分析處理，得出相應的結論，最后把測量結果保存在數據庫中，便于以后調出來進行分析和寫測試報告。