基于虛擬儀器的某弱信號處理模塊測試系統設計與實
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圖2為該系統的硬件組成框圖。其中直流穩壓源提供模塊的工作電壓，通過采集控制板向模塊專用夾具提供。函數信號發生器、數字萬用表和數字存儲示波器本身帶有GPIB接口，在工控機擴展槽中插入GPIB卡獲得工控機的GPIB接口，通過GPIB電纜線連接在一起，可以進行數據和信號的傳輸。工控機通過GPIB卡和數字I／O卡實現對采集控制板和其他設備的實時控制，向被控對象發出命令，協調它們之間的動作，從測量設備讀出數據，并對數據進行分析和處理，將完整的測量結果進行保存或制成報表打印輸出。本文引用地址：http://www.104case.com/article/195576.htm
函數信號發生器采用Agilent 33220A，用來向模塊提供正弦信號和脈沖波信號。Agilent 33220A所能提供的正弦波的頻率范圍為1μHz～20MHz，幅度范圍為10mVpp～10Vpp，精度為1mVp-p。Agilent 33220A函數信號發生器帶有IEEE488．2標準的GPIB端口，可以和工控機進行通信，并由工控機對其輸出波形參數進行設置。數字示波器采用Tektronix公司生產的TDS1002，帶寬為60MHz，采樣率1．0GS／s，可以滿足測試要求；TDS1002示波器帶有滿足IEEE488．2標準的GPIB端口，可以和工控機進行通信，將測試結果傳遞給工控機。數字萬用表采用Agilent 34401A，具有6位半數字分辨率，最高精度為1μV，交流電壓測量量程為15mV～750V，頻率測量范圍為5Hz～1MHz，最高精度為0．01Hz，帶有滿足IEEE488．2標準的GPIB端口，可以和工控機進行通信，用來完成模塊各通道輸出波形的頻率和交直流幅值的測量，并檢測直流穩壓源和函數信號發生器的輸出。
2．1 直流穩壓電源單元
直流穩壓電源為模塊提供+12V和-12V電壓，為控制板和模塊夾具板上的GPLD和繼電器提供+5V工作電壓。采用DH1718G-4型直流穩壓源，此電源有0～+36V和0～-36V兩路可調直流電壓輸出和一路十5V固定電壓輸出，輸出電流分別為0～+3．5A和0～-3．5A，紋波電壓有效值為0．5mV。
2．2 主控計算機系統
主控計算機系統由工控機主機、GPIB總線接口卡和數字I／O卡構成。計算機主機采用研華科技有限公司生產的工控機，內存在軟件計算和顯示中對容量要求比較大，內存容量配置為1Gbytes。GPIB總線接口卡選用了National Instruments公司生產的PCI-GPIB接口卡，該接口卡支持“Plug and Play標準，接插件采用IEEE488．1的標準24針接頭，數據傳輸支持標準IEEE488和HS488兩種模式。數字I／O卡采用National Instruments公司生產的PCI-6503，是PCI總線接口的數字I／O卡，兼容性強，支持“Plug and Play標準，采用5V TTL／CMOS控制電平，具有3通道共24位輸入／輸出。
2．3 采集控制板
采集控制電路板分為電源處理、信號輸入、信號輸出和CPLD控制4個部分。電源處理部分負責8塊待測模塊工作電源以及增益控制引腳的選通；信號輸入部分將信號發生器輸出的信號提供給模塊待測的一路；信號輸出部分把模塊待測的一路輸出信號送給數字萬用表或示波器進行測量。CPLD另設了5個輸出引腳A～E用來控制模塊夾具板上的繼電器通斷。為了適合產品和夾具的需要，選用了超小型高靈敏度的電流動作型信號繼電器，其導通電阻小，絕緣電阻大，壽命長(開關數可達千萬次)，體積小，重量輕。
工控機首先向數字I／O卡寫控制字，數字I／O卡將8位的命令數據傳送給采集控制板上的CPLD，CPLD將接收到的控制命令經過譯碼產生各繼電器的控制信號，在CPLD每個輸出引腳采用驅動電路提高電流驅動能力以實現對繼電器的控制，從而實現某個待測模塊的相應通道的選通。除了采集控制板上的繼電器陣列以外，夾具板上還有5個繼電器，用以實現模塊輸入通道的就近接地。CPLD模塊采用的是Xilinx公司的XC9572-15PC84，XC9572是Xilinx公司XC9500系列CPLD的一種，采用了先進的Fast FLASH ISP技術，可提供10000次以上編程擦除周期，并提供了先進的系統內部編程及測試功能。
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