基于虛擬儀器的某弱信號(hào)處理模塊測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)

函數(shù)信號(hào)發(fā)生器采用Agilent 33220A，用來(lái)向模塊提供正弦信號(hào)和脈沖波信號(hào)。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(shù)信號(hào)發(fā)生器帶有IEEE488．2標(biāo)準(zhǔn)的GPIB端口，可以和工控機(jī)進(jìn)行通信，并由工控機(jī)對(duì)其輸出波形參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。數(shù)字示波器采用Tektronix公司生產(chǎn)的TDS1002，帶寬為60MHz，采樣率1．0GS／s，可以滿足測(cè)試要求；TDS1002示波器帶有滿足IEEE488．2標(biāo)準(zhǔn)的GPIB端口，可以和工控機(jī)進(jìn)行通信，將測(cè)試結(jié)果傳遞給工控機(jī)。數(shù)字萬(wàn)用表采用Agilent 34401A，具有6位半數(shù)字分辨率，最高精度為1μV，交流電壓測(cè)量量程為15mV～750V，頻率測(cè)量范圍為5Hz～1MHz，最高精度為0．01Hz，帶有滿足IEEE488．2標(biāo)準(zhǔn)的GPIB端口，可以和工控機(jī)進(jìn)行通信，用來(lái)完成模塊各通道輸出波形的頻率和交直流幅值的測(cè)量，并檢測(cè)直流穩(wěn)壓源和函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出。
2．1 直流穩(wěn)壓電源單元
直流穩(wěn)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(wěn)壓源，此電源有0～+36V和0～-36V兩路可調(diào)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)
主控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由工控機(jī)主機(jī)、GPIB總線接口卡和數(shù)字I／O卡構(gòu)成。計(jì)算機(jī)主機(jī)采用研華科技有限公司生產(chǎn)的工控機(jī)，內(nèi)存在軟件計(jì)算和顯示中對(duì)容量要求比較大，內(nèi)存容量配置為1Gbytes。GPIB總線接口卡選用了National Instruments公司生產(chǎn)的PCI-GPIB接口卡，該接口卡支持“Plug and Play標(biāo)準(zhǔn)，接插件采用IEEE488．1的標(biāo)準(zhǔn)24針接頭，數(shù)據(jù)傳輸支持標(biāo)準(zhǔn)IEEE488和HS488兩種模式。數(shù)字I／O卡采用National Instruments公司生產(chǎn)的PCI-6503，是PCI總線接口的數(shù)字I／O卡，兼容性強(qiáng)，支持“Plug and Play標(biāo)準(zhǔn)，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(hào)輸入、信號(hào)輸出和CPLD控制4個(gè)部分。電源處理部分負(fù)責(zé)8塊待測(cè)模塊工作電源以及增益控制引腳的選通；信號(hào)輸入部分將信號(hào)發(fā)生器輸出的信號(hào)提供給模塊待測(cè)的一路；信號(hào)輸出部分把模塊待測(cè)的一路輸出信號(hào)送給數(shù)字萬(wàn)用表或示波器進(jìn)行測(cè)量。CPLD另設(shè)了5個(gè)輸出引腳A～E用來(lái)控制模塊夾具板上的繼電器通斷。為了適合產(chǎn)品和夾具的需要，選用了超小型高靈敏度的電流動(dòng)作型信號(hào)繼電器，其導(dǎo)通電阻小，絕緣電阻大，壽命長(zhǎng)(開關(guān)數(shù)可達(dá)千萬(wàn)次)，體積小，重量輕。
工控機(jī)首先向數(shù)字I／O卡寫控制字，數(shù)字I／O卡將8位的命令數(shù)據(jù)傳送給采集控制板上的CPLD，CPLD將接收到的控制命令經(jīng)過(guò)譯碼產(chǎn)生各繼電器的控制信號(hào)，在CPLD每個(gè)輸出引腳采用驅(qū)動(dòng)電路提高電流驅(qū)動(dòng)能力以實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器的控制，從而實(shí)現(xiàn)某個(gè)待測(cè)模塊的相應(yīng)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(gè)繼電器，用以實(shí)現(xiàn)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(jìn)的Fast FLASH ISP技術(shù)，可提供10000次以上編程擦除周期，并提供了先進(jìn)的系統(tǒng)內(nèi)部編程及測(cè)試功能。