基于NI PXI模塊化儀器和LabVIEW實現(xiàn)自定義的功能電

背景

現(xiàn)代化電子工廠批量生產(chǎn)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(gòu)建一套完整的包含音頻、視頻及各種電壓、電流、頻率、開關(guān)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(tǒng)實現(xiàn)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(tǒng)需能方便地實現(xiàn)功能擴展。

圖1 基于PXI模塊化儀器實現(xiàn)

系統(tǒng)構(gòu)架與實現(xiàn)

隨著產(chǎn)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(jīng)無法實現(xiàn)一些特殊的功能測試(例如音頻、視頻測試等)。要構(gòu)建一個包含所有功能的測試平臺，倘若都采用傳統(tǒng)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(tǒng)方案，通過軟件定義的模塊化儀器系統(tǒng)，實現(xiàn)以下功能：

(1) 通過多路雙向高速數(shù)字I/O實現(xiàn)對測試系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控，同時能夠?qū)崿F(xiàn)I2C等協(xié)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(guān)，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(xiàn)串口協(xié)議通信;

(5) 通過萬用表模塊實現(xiàn)直流參數(shù)測量;

(6) 通過任意波形發(fā)生器產(chǎn)生視頻信號;

(7) 通過數(shù)字化儀實現(xiàn)示波器功能以及視頻信號采集;

(8) 通過動態(tài)信號采集卡實現(xiàn)音頻信號采集;

(9) 可編程電源。

功能測試系統(tǒng)

有了穩(wěn)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(jié)合方便易用的驅(qū)動API，在短時間內(nèi)實現(xiàn)了各種自定義測試測量功能(例如，信號生成、采集、分析、結(jié)果顯示等)，完成了整個系統(tǒng)的開發(fā)。

圖2 測試機架與界面

通過該平臺無須更換測試硬件，新產(chǎn)品加入時，只需更換一個測試夾具，結(jié)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(xiàn)對新產(chǎn)品的全自動全功能測試。即使未來產(chǎn)品的擴展功能無法用現(xiàn)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(xiàn)了全部系統(tǒng)功能。經(jīng)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(chǎn)線中，節(jié)省了大量費用，并且工作穩(wěn)定可靠。

結(jié)論

基于PXI模塊化儀器所構(gòu)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(tǒng)已日漸成為當今的主流測試技術(shù)。