數(shù)字示波器設(shè)計

IVI(InterchangeableVirtualInstrument)是IVI基金會為了進一步提高儀器驅(qū)動程序的可執(zhí)行性能，達(dá)到真正意義上的儀器互換，實現(xiàn)應(yīng)用程序完全獨立于硬件而推出的儀器驅(qū)動程序編程接口。IVI系統(tǒng)由IVI類驅(qū)動程序、具體驅(qū)動程序、IVI引擎、IVI配置實用程序、IVI配置信息文件五部分組成。類驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)了上層統(tǒng)一功能的封裝，面對的是操作者，而具體驅(qū)動程序完成與具體儀器的通信。測試程序是調(diào)用類驅(qū)動程序，用類驅(qū)動程序調(diào)用具體驅(qū)動程序來實現(xiàn)測試程序和硬件的無關(guān)性。IVI引擎完成狀態(tài)緩存、儀器屬性跟蹤、分類驅(qū)動程序到具體驅(qū)動程序的映射功能。IVI配置實用程序是采用軟件MAX創(chuàng)建和配置IVI邏輯名，在測試程序中通過傳送邏輯名給一個分類驅(qū)動程序初始化函數(shù)，將操作映射到具體儀器及儀器驅(qū)動程序。IVI配置信息文件記錄了所有邏輯名和從類驅(qū)動程序到具體儀器驅(qū)動程序的映射信息。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.3數(shù)字示波器測試軟件架構(gòu)

2.3.1數(shù)字示波器測試軟件模塊

測試軟件分為測試數(shù)據(jù)管理模塊、測試參數(shù)管理模塊、測試程序模塊三部分。測試數(shù)據(jù)管理模塊是管理對儀器的檢定日期、檢定人員、對具體儀器的已檢定項目、檢定的數(shù)據(jù)等。測試參數(shù)管理是在數(shù)據(jù)庫中管理具體儀器的各檢定項、檢定項的標(biāo)準(zhǔn)值等。測試程序模塊是根據(jù)用戶在軟面板上選定的測試參數(shù)，調(diào)用相應(yīng)的測試儀器進行測試，把測試數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)相比較，判斷是否合格。

2.3.2數(shù)字示波器測試軟件結(jié)構(gòu)化流程

在開機系統(tǒng)自檢后，檢定操作員在軟件界面上選擇/輸入需要檢定的儀器型號，程序由儀器型號在數(shù)據(jù)庫中調(diào)出相應(yīng)的檢定項目、被檢項目的標(biāo)準(zhǔn)值、被檢儀器與FLUKE5500A和GPIB控制器的連接圖。檢定員按連接圖(FLASH動畫)連接儀器，在確認(rèn)連接正確后，檢查是否有IVI驅(qū)動程序，在安裝驅(qū)動程序后運行MAX配置工具，完成配置后即可運行相應(yīng)的測試程序，把測試結(jié)果保存到數(shù)據(jù)庫，并打印相應(yīng)的合格/不合格報告。其流程圖見圖3。

2.4數(shù)字示波器開發(fā)IVI驅(qū)動程序

對于IVI儀器，廠家會提供IVI驅(qū)動程序只需要編寫少量代碼即可實現(xiàn)對儀器的檢定，主程序簡單，便于管理。IVI基金會的目標(biāo)是支持95%的儀器。基于IVI技術(shù)的數(shù)字儀器的檢定將會是儀器檢定的必然之路。

但是并不是所有的儀器都支持IVI。對于非IVI儀器，使用LabWindows/CVI中的IVI驅(qū)動開發(fā)向?qū)О褍x器程控命令樹中所有底層命令封裝成一系列帶有圖像面板的高層函數(shù)，完成IVI驅(qū)動程序的開發(fā)，使它成為IVI儀器。其特點是前期開發(fā)IVI驅(qū)動程序工作量大，但是后期測試程序開發(fā)和維護工作量少。

2.5數(shù)字示波器數(shù)據(jù)庫管理

數(shù)據(jù)庫管理主要包括用戶管理、被檢儀器型號管理、檢定項目管理、檢定報告管理、檢定項目指標(biāo)管理以及數(shù)據(jù)查詢6個模塊。

3數(shù)字示波器應(yīng)用實例

應(yīng)用本方法組建的測試系統(tǒng)對IVI儀器Hp54815等進行了檢定，對非IVI儀器XJ4321等開發(fā)了IVI驅(qū)動程序，對其垂直靈敏度、瞬態(tài)響應(yīng)、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)、掃描時間因素誤差、掃描時間因素線性誤差5項內(nèi)容進行檢定，保存檢定結(jié)果并打印檢定證書。實踐證明：檢定過程變得快速和簡單;自動檢定和人工檢定的結(jié)果是一致的。

本文介紹的數(shù)字示波器檢定系統(tǒng)以GPIB為總線，綜合運用了IVI技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)實現(xiàn)數(shù)字示波器的自動檢定，具有操作方便、可擴展性強、工作穩(wěn)定性好的特點，為組建功率計、頻譜分析儀、任意波形/函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字多用表的綜合數(shù)字儀器自動檢定系統(tǒng)提供了參考。