基于LabVIEW平臺的多路前置放大器的自動測量系統
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1 系統功能及組成
1. 1 系統功能
系統能自動測量前置放大器輸出信號的電壓、增益、帶寬、噪聲、失真、串擾、跨阻等性能指標;也可以選擇測量某些性能指標;自動記錄和打印測試數據,并判斷測得的數據是否合格;具有多種介質存儲數據功能;能自動進行測量校準和重新設定指標的參數.
1. 2 系統組成
系統由硬件和軟件兩部分組成. 硬件由測試儀器、工控機、GPIB 接口卡、I/ O 接口卡、可編程控制電路和打印機組成,對放大器的輸入、輸出信號的頻率、電壓值和波形進行測量,測量數據通過GPIB 總線由工控機讀取和處理;軟件由人機界面程序、測量與控制程序和數據處理程序組成,在LabVIEW平臺構建虛擬儀器,靈活地將計算機平臺、硬件、軟件結合起來,組成所需要的特定應用設備,完成放大器各項性能指標的測量和記錄,并標記超標數據和打印測量結果
圖1 系統組成框圖
2 系統硬件構成
a. 測量儀器
數字萬用表：采用Agilent34401A ,其頻率范圍為3Hz～300 kHz ,基本直流精度為15 ×10 - 6 、分辨率為6. 5 ,在本系統中用于測量交、直流電壓、頻率.
數字示波器：采用TDS1002 , 并配接TDS2CMA 通信接口模塊,其頻率范圍為0Hz～60MHz ,采樣速率為1Gbit/ s ,垂直分辨率為8bit ,時間基準精度為50 ×10 - 6 ,在系統中用于測量波形和進行FFT 分析.
任意波形發生器： 采用Agilent33220A ,其頻率范圍為1μHz～20 MHz ,分辨率為14 bit ,采樣速率為50 Mbit/ s ,具有線性和對數掃描功能,掃描速率可在1ms～500s 范圍內選擇,在系統中用于產生幅度、頻率可變的點頻信號和掃頻信號.3 臺儀器均具有GPIB 接口儀器,既可以作為獨立的單臺儀器使用,也可以構成GPIB 總線虛擬儀器測試系統.
b. GPIB 接口卡
采用NI公司生產的PCI-GPIB 接口卡,完成GPIB總線和PCI 總線的連接,實現工控機與測量儀器的通信、控制. 本系統用GPIB 電纜將GPIB 卡、工控機與3 臺儀器作星形連接,實時測量多路前置放大器的工作狀態. 儀器通過GPIB 接口卡以1000/s 讀數的速度將測得的數據送入工控機顯示、存儲并處理,從而實現一個閉環反饋的自動測量系統. 它擴展了現有儀器的功能,使測量工作變得快捷、簡便、精確和高效.
c. I/ O 接口卡
采用NI 公司生產的PCI26503 數字I/ O卡,該卡提供了24bit 并行的數字I/ O界面,在系統中用于控制測量端口和測量儀器的轉換.
d. 可編程控制電路板
自行設計的可編程控制電路板,用于完成被測模塊的選擇、模塊內部各通路及連接方式的選取、向被測產品提供電源和激勵信號.
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