本研究开发了基于LabVIEW平台的多路前置放大器的自动测量系统,可实现多路放大器技术指标的全部自动测量或选项测量.
1 系统功能及组成
1. 1 系统功能
系统能自动测量前置放大器输出信号的电压、增益、带宽、噪声、失真、串扰、跨阻等性能指标;也可以选择测量某些性能指标;自动记录和打印测试数据,并判断测得的数据是否合格;具有多种介质存储数据功能;能自动进行测量校准和重新设定指标的参数.
1. 2 系统组成
系统由硬件和软件两部分组成. 硬件由测试仪器、工控机、GPIB 接口卡、I/ O 接口卡、可编程控制电路和打印机组成,对放大器的输入、输出信号的频率、电压值和波形进行测量,测量数据通过GPIB 总线由工控机读取和处理;软件由人机界面程序、测量与控制程序和数据处理程序组成,在LabVIEW平台构建虚拟仪器,灵活地将计算机平台、硬件、软件结合起来,组成所需要的特定应用设备,完成放大器各项性能指标的测量和记录,并标记超标数据和打印测量结果
图1 系统组成框图
2 系统硬件构成
a. 测量仪器
数字万用表：采用Agilent34401A ,其频率范围为3Hz～300 kHz ,基本直流精度为15 ×10 - 6 、分辨率为6. 5 ,在本系统中用于测量交、直流电压、频率.
数字示波器：采用TDS1002 , 并配接TDS2CMA 通信接口模块,其频率范围为0Hz～60MHz ,采样速率为1Gbit/ s ,垂直分辨率为8bit ,时间基准精度为50 ×10 - 6 ,在系统中用于测量波形和进行FFT 分析.
任意波形发生器： 采用Agilent33220A ,其频率范围为1μHz～20 MHz ,分辨率为14 bit ,采样速率为50 Mbit/ s ,具有线性和对数扫描功能,扫描速率可在1ms～500s 范围内选择,在系统中用于产生幅度、频率可变的点频信号和扫频信号.3 台仪器均具有GPIB 接口仪器,既可以作为独立的单台仪器使用,也可以构成GPIB 总线虚拟仪器测试系统.
b. GPIB 接口卡
采用NI公司生产的PCI-GPIB 接口卡,完成GPIB总线和PCI 总线的连接,实现工控机与测量仪器的通信、控制. 本系统用GPIB 电缆将GPIB 卡、工控机与3 台仪器作星形连接,实时测量多路前置放大器的工作状态. 仪器通过GPIB 接口卡以1000/s 读数的速度将测得的数据送入工控机显示、存储并处理,从而实现一个闭环反馈的自动测量系统. 它扩展了现有仪器的功能,使测量工作变得快捷、简便、精确和高效.
c. I/ O 接口卡
采用NI 公司生产的PCI26503 数字I/ O卡,该卡提供了24bit 并行的数字I/ O界面,在系统中用于控制测量端口和测量仪器的转换.
d. 可编程控制电路板
自行设计的可编程控制电路板,用于完成被测模块的选择、模块内部各通路及连接方式的选取、向被测产品提供电源和激励信号.
