【正文】 階 有 源 高 通 濾 波 器 電 路二 階 有 源 帶 通 濾 波 器 電 路R 1 插 座s 1s 2s 3 o 3o 4s 4o 5s 5s 6o 1o 2R 2插座Z _ I NZ _ O U Ts 1s 2s 3s 4s 5s 6o 1o 5o 4o 3o 2E 1 4 4 1 信 號 輸 入電 壓 / 電 流 輸 入3 3 2 5 0 A 信 號 輸 入S w示 波 器 接 線 端萬 用 表 接 線 端圖 實驗平臺多功能實驗板電路選擇圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 17 頁 共 30頁 17 4 自動測試系統(tǒng) 實驗平臺集成 自動測試系統(tǒng)實驗平臺采用外 置計算機結(jié)構(gòu)，通過硬件系統(tǒng)和測試軟件系統(tǒng)有機結(jié)合而成，可以完成自動測試系統(tǒng)實驗項目。 實驗平臺組建 實驗平臺硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示，通過 GPIB 電纜和網(wǎng)關(guān)將主控計算機與儀器連接起來組成自動測試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，本節(jié)主要介紹測試軟件主程序的編寫。 測試軟件主要運用事件結(jié)構(gòu)將每一個虛擬儀器與濾波器幅頻相頻 測試程序結(jié)合起來，通過子面板技術(shù)將虛擬儀器軟面板在子面板顯示框內(nèi)顯示出來。進(jìn)入子程序（子 VI）進(jìn)行必要的配置，然后就可對儀器進(jìn)行操作（控制）。若在實驗平臺使用過程中需要調(diào)用濾波器幅（相）頻特性測量程序，必須先退出之前使用到的 GPIB 和 VXI 虛擬儀器，否則將會產(chǎn)生 VISA 沖突，實驗平臺產(chǎn)生錯誤。由于每個儀器的功能眾多，對波形發(fā)生器只選擇對發(fā)送正弦波的幅值、頻率進(jìn)行調(diào)試，對于示波器、萬用表只選擇對 正弦波幅值、頻率的測量進(jìn)行調(diào)試。采用無偏移量的 VPP 為 4V 正弦波為調(diào)試信號。 虛擬示波器調(diào)試，用任意波形發(fā)生器手動產(chǎn)生波形信號，通過開發(fā)出來的虛擬示波器測量數(shù)據(jù)，并將所發(fā)送的波形的參數(shù)與虛擬儀器測量的數(shù)據(jù)比較以確認(rèn)虛擬儀器的正確性，采用無偏移量的 VPP 為 4V 正弦波為測試信號。 虛擬任意波形發(fā)生器（二）調(diào)試，用開發(fā)出來的虛擬任意波形發(fā) 生器（二）產(chǎn)生波形信號，通過示示波器手動的測量數(shù)據(jù)，并將所測數(shù)據(jù)與虛擬儀器發(fā)送的參數(shù)對比以確認(rèn)虛擬儀器的正確性。 表 虛擬任意波形發(fā)生器（二）調(diào)試數(shù)據(jù) 參數(shù) 頻點 10Hz 100Hz 1K 10K 100K 發(fā)送頻率（ KHz） 測量頻率（ KHz） 頻率相對誤差 發(fā)送 VPP (V)（ %） 測量 VPP (V) VPP 相對誤差（ %） 由測量數(shù)據(jù)可以說明虛擬任意波形發(fā)生器（二）在頻段 10Hz至 100KHz是比較穩(wěn)定的，而且所測數(shù)據(jù)誤差較小，符合設(shè)計要求。虛擬萬用表采集回來的是電壓信號的有效值，因此比較時是先將發(fā)送的信號幅值轉(zhuǎn)換成有效值后再與采集回來的數(shù)據(jù) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 20 頁 共 30頁 20 進(jìn)行比較。但是在頻點 10Hz處測量的頻率準(zhǔn)確但是電壓值偏差較大。因此需要對實驗平臺各個基本參量進(jìn)行測試驗證，以確保實驗平臺的準(zhǔn)確值和運用在自動測試系統(tǒng)實驗可靠性。 表 直流電壓測量驗證數(shù)據(jù) 模擬萬用表測量值 (V) 虛擬萬用表測量值 (V) 相對誤差（ %） 結(jié)論：實驗平臺對直流電壓的測量是準(zhǔn)確的。 表 直流電流測量驗證數(shù)據(jù) 模擬萬用表電流測量值 (A) 虛擬萬用表電流測量值 (A) 相對誤差（ %） 結(jié)論：實驗平臺對直 流電流測量是準(zhǔn)確的。 表 電阻測量驗證數(shù)據(jù) 電阻表稱值 10Ω 100Ω 1000Ω 10K 100K 1M 模擬萬用表測量值 虛擬萬用表測量值 模擬 /虛擬表之差 結(jié)論：實驗平臺對電阻的測量是準(zhǔn)確的。（產(chǎn)生的波形頻率為 10KHz） 表 幅值測量驗證數(shù)據(jù) 波形幅值 (V) 虛擬示波器測量值（ V） 相對誤差（ %） 虛擬萬用表測量值（ V） 有效值相對誤差（ %） 結(jié)論：實驗平臺對幅值的測量是準(zhǔn)確的。（產(chǎn)生的波形幅度為 2V） 表 頻率測量驗證數(shù)據(jù) 波形頻率 10Hz 100Hz 1KHz 10KHz 100KHz 1MHz 虛擬示波器測量值 相對誤差（ %） 虛擬萬用表測量值 相對誤差（ %） 結(jié)論：實驗平臺對頻率的測量是準(zhǔn)確的。實驗板上有低通、高通、帶通等三種濾波器，主要介紹低通濾波器測試驗證。將采集回來的濾波器幅頻特性數(shù)據(jù)與設(shè)計時手動測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并對兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析。 表 幅頻特性測試（ VXI）虛擬儀器驗證數(shù)據(jù) 發(fā)送 F(KHz) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 手動測量 VPP(V) 自動測量（ V） |Δ VPP| 發(fā)送 F(KHz) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 手動測量 VPP(V) 自動測量 VPP（ V） |Δ VPP| 表 說明實驗平臺中使用基于 VXI 模塊儀器編寫的濾波器測試程序?qū)嶒灠迳系牡屯V波器測試誤差較小，符合設(shè)計目標(biāo)。將手動測量的低通濾波器幅頻特性數(shù)據(jù)繪制成曲線（如圖 所示）。在圖 中有兩條曲線處于上方的是輸入信號的幅頻曲線，處于下方的是低通濾波器的幅 頻特性曲線。圖 半功率點的對應(yīng)的截止頻率 錯誤 !未找到引用源。=，圖 半功率點對應(yīng)的截止頻率 錯誤 !未找到引用源。三者的值都是比較接近的，證明了實驗平臺的濾波器幅頻特性測試時比較準(zhǔn)確的。 在自動測試系統(tǒng)實驗平臺的測試軟件開發(fā)中主要運用了事件結(jié)構(gòu)和子面板顯示技術(shù)。它提供了一種高效的控制程序的方法。 自動測試系統(tǒng)實驗平臺滿足了對自動測試系統(tǒng)實驗項目的要求， 能夠控制常用儀器如示波器、萬用表、任意波形發(fā)生器等工作， 能夠準(zhǔn)確地實現(xiàn)對交直流 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量，并且具有有友好的人機交互界面，除此之外實驗平臺還能夠完成對濾波器相頻特性的測量。 當(dāng)然，實驗平臺現(xiàn)在存在的不足，由于測試程序直接使用 LabVIEW 編寫的儀器驅(qū)動程序，并使用了一些簡單的 VISA 完成。在實驗平臺的主界面上采用了子板面板技術(shù)進(jìn)行顯示每一個子 VI 的界面，但在未執(zhí)行調(diào)用時子面板上并沒有顯示其它修飾性的內(nèi)容，使得整體界面顯得單調(diào)枯燥。對于存在的不足，前者可以從閱讀理解儀器驅(qū)動程序的基礎(chǔ)上，對儀器驅(qū)動程序中對本實驗平臺無關(guān)的設(shè)置或內(nèi)容去除掉，使得儀器驅(qū)動按照實驗平臺的要求得以優(yōu)化提高測量速度。 總之，本實驗平臺可以滿足自動測試系統(tǒng)實驗項目的需要，能夠較準(zhǔn)確地完成對交直流電壓電流、電阻、頻率、周期、相位等基本參量和濾波器幅頻特性的測試。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 25 頁 共 30頁 25 謝 辭 來之不易的四年的大學(xué)生活以本課題的完成畫上了一個句號，這個句號除了我本人的點滴努力之外，更多的是來自大家的智慧和幫助。在這一過程中不斷提高了我發(fā)現(xiàn)問題、分析問題或解決問題的能力。徐翠 鋒 老師在我和另外兩位同學(xué)提出畢設(shè)要到虛擬儀器實驗室完成后，第一時間著手為我們清理位置。黎蓮花老師、王月娥老師、黃喜軍老師、邱治金老師分別在 LabVIEW 的使用和硬件設(shè)計上面給予我很大的幫助和精神鼓勵。雖然在配置軟件開發(fā)環(huán)境的過程中遇到了很大問題，但是他們那種不畏艱難堅持不懈的精神深深地影響著我鼓勵著我，為最后配置成功起著巨大的作用。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 26 頁 共 30頁 26 參考文獻(xiàn) [1] 張毅剛，彭喜元等 .自動測試系統(tǒng) [M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2021： 1～ 258． [2] 陳錫輝 ， 張銀鴻 .LabVIEW 程序設(shè)計從入門到精通 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 20217. [3] 劉剛，王立香，張連俊 .LabVIEW 編程及運用 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2021. [4] 周求湛， 錢志鴻，劉萍萍 .虛擬儀器與 LabVIEWtm7 Express程序設(shè)計 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021. [5] (美 ) Jeffrey Travis, Jim Kring著；喬瑞萍等譯 .LabVIEW大學(xué)實用教程 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2021. [6] 陳尚松，雷加，郭慶 .電子測量與儀器 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2021： 1～ 435. [7] 王昊，李昕 .集成運放應(yīng)用電路設(shè)計 360例 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2021. [8] 張國雄主編 .測控電路 (第 3版 )[M].北京：機械工業(yè)出版社， 2021. [9] Victor logic circuit analysis and design[M].Prentice Hall,:5～ 98. [10] 楊琪文 陳劍橋 .基于 LabVIEW 的溫度參數(shù)測試系統(tǒng)設(shè)計 [J].儀表技術(shù)與傳感器 , 2021,10:67～ 69. [11] 陳亮亮等 .基于 LabVIEW 的 MOS 電容高頻 CV 特性測試平臺研究 [J].儀表技術(shù)與傳感器 ,2021,10:108～ 110. 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 27 頁 共 30頁 27 附 錄 附錄一：濾波器參數(shù)計算表 表 1 二階高通 VCVS 式電路的元件值 元件 1 2 4 6 (KΩ ) (KΩ ) (KΩ ) 開路 (KΩ ) 0 表 2 二階帶通 VCVS 式濾波器元件參數(shù) (單位均為 KΩ ) 元件 Q 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 28 頁 共 30頁 28 附錄二 ：濾波器幅頻特性 測試源代碼 圖 1 濾波器幅頻特性 測試源代碼 1 圖 2 濾波器幅頻特性 測試源代碼 2 圖 3 濾波器幅頻特性測試源代碼 3 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 29 頁 共 30頁 29 圖 4 濾波器幅頻特性測試源代碼 4 圖 5 濾波器幅頻特性測試程序源代碼 5 圖 6 濾波 器幅頻特性測試程序源代碼 6 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 30 頁 共 30頁 30 附錄三：多功能實驗板原理圖