基于虚拟仪器的某弱信号处理模块测试系统设计与实
图2为该系统的硬件组成框图。其中直流稳压源提供模块的工作电压，通过采集控制板向模块专用夹具提供。函数信号发生器、数字万用表和数字存储示波器本身带有GPIB接口，在工控机扩展槽中插入GPIB卡获得工控机的GPIB接口，通过GPIB电缆线连接在一起，可以进行数据和信号的传输。工控机通过GPIB卡和数字I／O卡实现对采集控制板和其他设备的实时控制，向被控对象发出命令，协调它们之间的动作，从测量设备读出数据，并对数据进行分析和处理，将完整的测量结果进行保存或制成报表打印输出。
函数信号发生器采用Agilent 33220A，用来向模块提供正弦信号和脉冲波信号。Agilent 33220A所能提供的正弦波的频率范围为1μHz～20MHz，幅度范围为10mVpp～10Vpp，精度为1mVp-p。Agilent 33220A函数信号发生器带有IEEE488．2标准的GPIB端口，可以和工控机进行通信，并由工控机对其输出波形参数进行设置。数字示波器采用Tektronix公司生产的TDS1002，带宽为60MHz，采样率1．0GS／s，可以满足测试要求；TDS1002示波器带有满足IEEE488．2标准的GPIB端口，可以和工控机进行通信，将测试结果传递给工控机。数字万用表采用Agilent 34401A，具有6位半数字分辨率，最高精度为1μV，交流电压测量量程为15mV～750V，频率测量范围为5Hz～1MHz，最高精度为0．01Hz，带有满足IEEE488．2标准的GPIB端口，可以和工控机进行通信，用来完成模块各通道输出波形的频率和交直流幅值的测量，并检测直流稳压源和函数信号发生器的输出。
2．1 直流稳压电源单元
直流稳压电源为模块提供+12V和-12V电压，为控制板和模块夹具板上的GPLD和继电器提供+5V工作电压。采用DH1718G-4型直流稳压源，此电源有0～+36V和0～-36V两路可调直流电压输出和一路十5V固定电压输出，输出电流分别为0～+3．5A和0～-3．5A，纹波电压有效值为0．5mV。
2．2 主控计算机系统
主控计算机系统由工控机主机、GPIB总线接口卡和数字I／O卡构成。计算机主机采用研华科技有限公司生产的工控机，内存在软件计算和显示中对容量要求比较大，内存容量配置为1Gbytes。GPIB总线接口卡选用了National Instruments公司生产的PCI-GPIB接口卡，该接口卡支持“Plug and Play标准，接插件采用IEEE488．1的标准24针接头，数据传输支持标准IEEE488和HS488两种模式。数字I／O卡采用National Instruments公司生产的PCI-6503，是PCI总线接口的数字I／O卡，兼容性强，支持“Plug and Play标准，采用5V TTL／CMOS控制电平，具有3通道共24位输入／输出。
2．3 采集控制板
采集控制电路板分为电源处理、信号输入、信号输出和CPLD控制4个部分。电源处理部分负责8块待测模块工作电源以及增益控制引脚的选通；信号输入部分将信号发生器输出的信号提供给模块待测的一路；信号输出部分把模块待测的一路输出信号送给数字万用表或示波器进行测量。CPLD另设了5个输出引脚A～E用来控制模块夹具板上的继电器通断。为了适合产品和夹具的需要，选用了超小型高灵敏度的电流动作型信号继电器，其导通电阻小，绝缘电阻大，寿命长(开关数可达千万次)，体积小，重量轻。
工控机首先向数字I／O卡写控制字，数字I／O卡将8位的命令数据传送给采集控制板上的CPLD，CPLD将接收到的控制命令经过译码产生各继电器的控制信号，在CPLD每个输出引脚采用驱动电路提高电流驱动能力以实现对继电器的控制，从而实现某个待测模块的相应通道的选通。除了采集控制板上的继电器阵列以外，夹具板上还有5个继电器，用以实现模块输入通道的就近接地。CPLD模块采用的是Xilinx公司的XC9572-15PC84，XC9572是Xilinx公司XC9500系列CPLD的一种，采用了先进的Fast FLASH ISP技术，可提供10000次以上编程擦除周期，并提供了先进的系统内部编程及测试功能。
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