【正文】 頁(yè) 共 30頁(yè) 15 表 二階低通濾波器幅頻特性手動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù) (發(fā)送 VPP 為 4V 的正弦信號(hào) ) F（ KHz） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 VPP（ V） F（ KHz） 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 VPP（ V） 二階有源高通濾波器采用兩節(jié) RC 的壓控電源型濾波電路，器件值的選用計(jì)算過(guò)程與低通濾波器的計(jì)算過(guò)程類似，計(jì)算值查詢見附錄。當(dāng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)將 E1412A 變換為這一系列的其它儀器時(shí)，不 必使用其它的儀器驅(qū)動(dòng)也不必重新編寫程序，由此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的互換性。針對(duì)不同的儀器和其儀器驅(qū)動(dòng)程序，要根據(jù)所開發(fā)的虛擬儀器的功能入手，在實(shí)現(xiàn)基本功能之后再考慮虛擬儀器操作的便捷性和軟面板的美觀性。值得注意的是在 I/O Configure 下拉菜單中，不要選擇 Add instrument 進(jìn)行配置，否則在 VXI 儀器的儀器驅(qū)動(dòng)程序的運(yùn)行時(shí)將無(wú)法找到相應(yīng)的 VISA 資源名。 0 槽服務(wù)向系統(tǒng)提供共用資源，也是系統(tǒng)工作中 的重要部分。使用這種語(yǔ)言編程時(shí)，基本上不寫程序代碼，取而代之的是流程圖或框圖。 儀器驅(qū)動(dòng)程序是由儀器供應(yīng)廠家提供的，而且所有 的儀器驅(qū)動(dòng)必須提供程序源代碼，而不是只提供給可調(diào)用的函數(shù)。通過(guò)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的組建，應(yīng)用虛擬面板對(duì)智能儀器及模塊化儀器進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)各個(gè)儀器的基本功能，使同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中了解到自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的工作原理，感受到自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。開發(fā)基于局域網(wǎng)的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，終端共享實(shí)驗(yàn)設(shè)備， 節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，提高實(shí)驗(yàn)效率。 Experimental Platform 3 目 錄 引言 ............................................................................ 1 1 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)概述 .............................................. 2 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 ....................................................... 2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件結(jié)構(gòu) ........................................................... 2 VISA（虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)） ................................................ 2 儀器驅(qū)動(dòng)程序 ............................................................. 3 圖形化軟件開發(fā)工具 LabVIEW ............................................... 3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)硬件工具 ........................................................... 4 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理 ................................................ 4 2 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件開發(fā) ......................................... 5 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件開發(fā)環(huán)境的配置 ................................................ 5 虛擬儀器軟件開發(fā) ........................................................... 6 虛擬任意波形發(fā)生器（一） ................................................. 6 虛擬示波器 ................................................................ 8 虛擬任意波形發(fā)生器（二） ................................................. 9 虛擬萬(wàn)用表 ............................................................... 10 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目測(cè)試程序開發(fā) ...................................................... 11 3 多功能實(shí)驗(yàn)板設(shè)計(jì) ........................................................ 13 4 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)集成 ............................................. 17 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組 建 ............................................................... 17 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)調(diào)試 ............................................................... 18 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)功能驗(yàn)證 .......................................................... 20 結(jié)論 ........................................................................... 24 謝辭 ........................................................................... 25 參考文獻(xiàn) ...................................................................... 26 附錄 ........................................................................... 27 . 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 1 頁(yè) 共 30頁(yè) 1 引言 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電子測(cè)量與儀器的要求越來(lái)越高 ，測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)試范圍與日俱增，測(cè)試對(duì)象也逐漸復(fù)雜，測(cè)試的參數(shù)繁多，測(cè)試速度和測(cè)量的要求不段提高，這就使得自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)（ ATS）的發(fā)展越來(lái)越廣泛、越來(lái)越迅速。 本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是選用圖形化的開發(fā)工具 LabVIEW 進(jìn)行開發(fā)的。這些儀器驅(qū)動(dòng)程序的部件函數(shù)包括：初始化函數(shù)、配置函數(shù)、動(dòng)作 /狀態(tài)函數(shù)、數(shù)據(jù)函數(shù)、實(shí)用函數(shù)和關(guān)閉函數(shù)。 網(wǎng)關(guān)是信息交換和管理中心，為自測(cè)試系統(tǒng)各個(gè)儀器模塊提供資源地址，同時(shí)按先后順序?qū)⒌竭_(dá)網(wǎng)關(guān)的指令排序并尋找對(duì)應(yīng)設(shè)備作出響應(yīng)。局域網(wǎng)終端任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)測(cè)試軟件發(fā)送指令，經(jīng)過(guò)局域網(wǎng)到網(wǎng)關(guān) E5810，網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)將這些命令排序并尋找指令對(duì)應(yīng)的儀器，相應(yīng)的儀器根據(jù)指令進(jìn)行測(cè)量或響應(yīng)，并將結(jié)果返回到主控計(jì)算機(jī)。在安裝完成以上軟件以后就可以利用 LabVIEW 的查找儀器驅(qū)動(dòng)程序的功能查找并下載儀器驅(qū)動(dòng)程序，值得注意的是對(duì)于 GPIB 儀器，查找到的儀器驅(qū)動(dòng)是可以正常工作的，但是對(duì)于 VXI 模塊化儀器則不行。先對(duì)示波器進(jìn)行自動(dòng)設(shè)置，通過(guò)條件結(jié)構(gòu)選擇將自動(dòng)設(shè)置的結(jié)果返回到手動(dòng)設(shè)置進(jìn)行示波器的配置，實(shí)現(xiàn)了手動(dòng)設(shè)置和自動(dòng)設(shè)置的切換，提高示波器使用的便捷性。若使用虛擬示波器測(cè)量的是相位，也可以完成 對(duì)濾波器相頻特性的測(cè)試。將測(cè)試軟件裝到實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的所有主控計(jì)算機(jī)上，使實(shí)驗(yàn)平臺(tái)正常工作就完成實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的集成。 虛擬萬(wàn)用表調(diào)試，用任意波形發(fā)生器手動(dòng)產(chǎn)生波形信號(hào)，通過(guò)開發(fā)出來(lái)的虛擬萬(wàn)用表測(cè)量數(shù)據(jù)，并將所發(fā)送的波形的參數(shù)與虛擬儀器測(cè)量的數(shù)據(jù)比較以確認(rèn)虛擬儀器的正確性，采用無(wú)偏移量的幅值為 2V 的正弦 波為測(cè)試信號(hào)。 濾波器幅頻特性曲線測(cè)試驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以選擇 GPIB 儀器或 VXI 模塊進(jìn)行濾波器幅頻曲線的測(cè)試。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 23 頁(yè) 共 30頁(yè) 23 結(jié)論：實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)濾波器的幅頻特性測(cè)試是準(zhǔn)確的 圖 低通濾波器手動(dòng)測(cè)量幅頻 特性曲線 圖 低通濾波器自動(dòng)測(cè)量幅頻特性曲線（ GPIB） 圖 低通濾波器自動(dòng)測(cè)量幅頻特性曲線（ VXI） 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 24 頁(yè) 共 30頁(yè) 24 結(jié)論 本文介紹了自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的概述、測(cè)試軟件配置開發(fā)驗(yàn)證和硬件系統(tǒng)的組建等方面的內(nèi)容，關(guān)鍵介紹了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的軟件開發(fā)環(huán)境的配置、軟件的開發(fā)和驗(yàn)證以及多功能實(shí)驗(yàn)板的設(shè)計(jì)。 首先，我要感謝我的導(dǎo)師殷賢華老師兩年來(lái)的悉心指導(dǎo)和淳淳教誨，從數(shù)字電路、微機(jī)原理、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等課程，直至這半年本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程都擁有老師耐心而又細(xì)心地指導(dǎo)，每周四上午的虛擬儀器實(shí)驗(yàn)室我們都會(huì)相聚在一起，殷老師都會(huì)由淺入深的把我們遇到 的問(wèn)題逐步分析，并且給我們一些解決問(wèn)題的思路。同時(shí)殷老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高深的學(xué)術(shù)造詣、銳意創(chuàng)新的科研精神和關(guān)愛學(xué)生的師長(zhǎng)風(fēng)范讓我受益非淺，終身難忘！ 其次，我還要感謝為畢設(shè)完成提供實(shí)驗(yàn)室和給予指導(dǎo)的老師表示感謝。事件結(jié)構(gòu)可以使程序在事件沒(méi)有發(fā)生之前處于等待狀態(tài)，例如在測(cè)試軟件的開發(fā)過(guò)程中的開始測(cè)試（使能）、退出等按鍵一旦按下就觸發(fā)程序執(zhí)行相應(yīng)程序段 。分別使用基于 GPIB 儀器和 VXI 模塊濾波器幅頻特性測(cè)試程序進(jìn)行對(duì)低通濾波器測(cè)試。 表 虛擬萬(wàn)用表調(diào)試數(shù)據(jù) 參數(shù) 頻點(diǎn) 10Hz 50Hz 100Hz 1K 10K 100K 發(fā)送頻率（ KHz） 測(cè)量頻率（ KHz） 頻率相對(duì)誤差（ %） 發(fā)送幅值（ V） 測(cè)量值（ V） 有效值相對(duì)誤差（ %） 由調(diào)試數(shù)據(jù)可以說(shuō)明虛擬萬(wàn)用表在頻段 50Hz 至 100KHz 是比較穩(wěn)定的，而且所測(cè)數(shù)據(jù)誤差較小，符合設(shè)計(jì)目標(biāo)。當(dāng)系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)，若用戶需要調(diào)用虛擬任意波形發(fā)生器（一）、虛擬示波器、虛擬任意波形發(fā)生器（二）、虛擬萬(wàn)用表等虛擬儀器，直接單擊軟面板上的相應(yīng)按鍵即可。能夠方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、電流、電阻、幅值、頻率、周期、相位等基本參量以及濾波器幅頻特性的測(cè)量。 也可以使用圖形工具將采集的波形放大、縮小、觀察指定區(qū)域，同時(shí)使用游標(biāo)可以測(cè)量和觀察游標(biāo)所在點(diǎn)的和游標(biāo)之間的值，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)對(duì)波形的周期、幅值的測(cè)量。運(yùn)用 IVI 可互換標(biāo)準(zhǔn)編寫的儀器驅(qū)動(dòng) hp33120a（任意波動(dòng)發(fā)生器模塊驅(qū)動(dòng)）和hp34401a（萬(wàn)用表模塊驅(qū)動(dòng)）則可以實(shí)現(xiàn)對(duì) VXI 模塊化儀器的控制。 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件開發(fā)環(huán)境的配置 LabVIEW 構(gòu)建自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的軟件開發(fā)環(huán)境要求正確的安裝并配置相關(guān)的軟件和儀器驅(qū)動(dòng)程序。 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)使用的 GPIB 電纜是 hp10833A 和 hp10631B。 LabVIEW 集成了與滿足 GPIB、 VXI、RS232 和 RS485 協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能 。 VISA 是隨著虛擬儀器系統(tǒng)，特別是 VXI 總結(jié)技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的。 自 VXI 總線測(cè)試系統(tǒng)提出后，國(guó)內(nèi)的很多家科研院所在這些方面做了大量卓有成效的科學(xué)研究，如航天測(cè)控、電子科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、桂林電子科技大學(xué)等。自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)孕育而生，發(fā)展非常迅速。 本課題將 在對(duì)圖形化軟件開 發(fā) 工具 LabVIEW 以及用 VISA 為底層工具開發(fā)的虛擬儀器驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行深入的研究的基礎(chǔ)上，組建 GPIB、 VXI 總線自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，編寫測(cè)試軟件，對(duì)每一個(gè)儀器、模塊的虛擬儀器基本功能進(jìn)行單項(xiàng)測(cè)試，以及濾波器幅頻特性測(cè)試程序的調(diào)試，完成對(duì)各項(xiàng)參數(shù)測(cè)試后通過(guò)數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的準(zhǔn)確性和實(shí)用性 。本課題主要直接運(yùn)用 VISA 的寫入、讀取、設(shè)置超時(shí)等簡(jiǎn)單函數(shù)。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過(guò)程都生動(dòng)有趣。零槽模塊即是 VXIbus 系統(tǒng)的資源管理器又提供 0 槽服務(wù)，它們兩者共同提供了系統(tǒng)的公共資源，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行都是至關(guān)重要的。一般來(lái)說(shuō)只要