基于NI PXI模塊化儀器和LabVIEW實現自定義的功能電

背景

現代化電子工廠批量生產的PCB電路板，在最終打包出廠前，需要做電路功能測試(FCT)。在該功能測試應用中，霍尼韋爾綜合科技(中國)有限公司的工程師希望構建一套完整的包含音頻、視頻及各種電壓、電流、頻率、開關量等測試量的綜合性全自動功能測試平臺，最終需要通過該系統實現對各種不同PCB的功能測試;而且當需要更換不同型號的PCB時，該系統需能方便地實現功能擴展。

圖1 基于PXI模塊化儀器實現

系統構架與實現

隨著產品種類越來越多，測試功能越來越復雜，普通的功能測試臺已經無法實現一些特殊的功能測試(例如音頻、視頻測試等)。要構建一個包含所有功能的測試平臺，倘若都采用傳統儀器，單從設備費用上來說就是一個不小的開支。霍尼韋爾與NI的工程師討論后，確定了基于PXI平臺的系統方案，通過軟件定義的模塊化儀器系統，實現以下功能：

(1) 通過多路雙向高速數字I/O實現對測試系統狀態監控，同時能夠實現I2C等協議;

(2) 通過多路模擬量輸入輸出，模擬PCB的輸入信號，并采集輸出信號;

(3) 通過矩陣開關，方便控制信號通斷，并可以復用儀器;

(4) 通過RS232、RS485接口模塊實現串口協議通信;

(5) 通過萬用表模塊實現直流參數測量;

(6) 通過任意波形發生器產生視頻信號;

(7) 通過數字化儀實現示波器功能以及視頻信號采集;

(8) 通過動態信號采集卡實現音頻信號采集;

(9) 可編程電源。

功能測試系統

有了穩定可靠的PXI模塊化硬件，霍尼韋爾的工程師使用NI LabVIEW圖形化編程軟件，結合方便易用的驅動API，在短時間內實現了各種自定義測試測量功能(例如，信號生成、采集、分析、結果顯示等)，完成了整個系統的開發。

圖2 測試機架與界面

通過該平臺無須更換測試硬件，新產品加入時，只需更換一個測試夾具，結合所需的PXI模塊化硬件重新連線，并修改相應的測試軟件即可實現對新產品的全自動全功能測試。即使未來產品的擴展功能無法用現有設備進行測試，也只需添置相應的模塊化硬件即可。

霍尼韋爾僅花費了最初預算的一半費用就實現了全部系統功能。經過大量的實驗和測試，霍尼韋爾將多臺這樣的功能測試臺運用到實際產線中，節省了大量費用，并且工作穩定可靠。

結論

基于PXI模塊化儀器所構建的PCB功能測試臺具有方便靈活、功能強大、易于維護和升級等特點。以軟件為核心的模塊化測試系統已日漸成為當今的主流測試技術。