作者：廣州航衛(wèi)計(jì)算機(jī)科技有限公司 陳波 陳洪雨

    機(jī)載電子設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)需要對(duì)上百種部件進(jìn)行功能測(cè)試，涉及的信號(hào)種類和數(shù)量都很多，這些信號(hào)按照頻率分為低頻和高頻兩種，按時(shí)域特性分為連續(xù)和離散信號(hào)，按照形式分為電信號(hào)和非電信號(hào)（如溫度、速度、高度、氣壓、航向等）。為滿足復(fù)雜的測(cè)試需求，我們采用虛擬儀器技術(shù)。

    系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

    pxi模塊化儀器相對(duì)于gpib、vxi、rs232等儀器而言，具有速度快、體積小、易擴(kuò)展等優(yōu)勢(shì)，因此作為硬件的主體。再選用常規(guī)信號(hào)源(source)和信號(hào)測(cè)量模塊(sensor)，通過gpib和rs232總線擴(kuò)展專用和自研設(shè)備。整個(gè)系統(tǒng)硬件原理如圖1所示。

    圖1 系統(tǒng)硬件架構(gòu)

    由于pxi模塊較多，且為了今后的擴(kuò)展，選用了18槽的pxi-1045機(jī)箱；為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)平臺(tái)的集成度，選用pxi-8187零槽嵌入式控制器，摒棄了以往系統(tǒng)中利用mxi-2將工控機(jī)作為主控器的方式。pxi-8187帶有g(shù)pib接口，可以方便的擴(kuò)展gpib總線設(shè)備。部分儀器資源和部件需要串口通信，故選用pxi-8421擴(kuò)展4個(gè)串口。

    1 信號(hào)采集

    以6 1/2數(shù)字萬(wàn)用表pxi-4070和5 1/2數(shù)字萬(wàn)用表pxi-4060作為常用的測(cè)試模塊，可以測(cè)量0～300v的電壓，0～1a的電流，0～100mω的電阻。

    示波器pxi-5112（2通道8位分辨率，100mhz帶寬）和模擬輸入pxi-6070e（16路單端輸入/8路差分輸入，12位分辨率，1.25m采樣率）配合使用，可以滿足常用的連續(xù)波和單點(diǎn)電壓信號(hào)的采集。pxi-6070e在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，前端連接了兩塊scxi-1125，用于信號(hào)的調(diào)理（10khz或4hz的低通濾波、衰減）。此外，pxi-6070e還可用于控制器與scxi機(jī)箱之間的通信。

    高速dio pxi-6534可以采集和輸出高低速離散量。特殊和復(fù)雜信號(hào)的采集處理則采用gpib設(shè)備和rs232自研設(shè)備，如頻譜分析儀。

    2 信號(hào)輸出

    函數(shù)發(fā)生器pxi-5421（16位分辨率，100ms/s采樣率，帶寬43mhz）和高速模擬輸出pxi-6733（8路輸出，16位分辨率，刷新率1mhz）配合使用，可以滿足常用的連續(xù)波和單點(diǎn)電壓信號(hào)的輸出；scxi-1124用于隔離模擬電壓和電流的輸出。

    特殊和復(fù)雜信號(hào)的輸出采用gpib設(shè)備和rs232自研設(shè)備，如交直流電源、射頻信號(hào)源、大氣數(shù)據(jù)測(cè)試系統(tǒng)、模擬器等。

    3 信號(hào)路由

    由于大部分機(jī)載電子設(shè)備的信號(hào)數(shù)量眾多，不可能將所有信號(hào)同時(shí)直接連接到資源上，必須經(jīng)過繼電器矩陣進(jìn)行切換。因此繼電器必須有足夠快的響應(yīng)時(shí)間，才能通斷較大的信號(hào)。選用兩塊繼電器矩陣模塊scxi-1129和附件scxi-1333、scxi-1339，組合成合適的繼電器矩陣（最大通斷能力150vdc/a，150vrms/250ma）。在信號(hào)的連接、斷開過程中，為了實(shí)現(xiàn)最優(yōu)路徑的自動(dòng)選擇和安全保護(hù)（避免源于源相連），我們重新編寫了繼電器矩陣驅(qū)動(dòng)，在實(shí)際使用中取得了滿意的結(jié)果。

    4 資源接口和適配器

    資源接口是所有資源接口的集合，每個(gè)部件根據(jù)需要通過適配器連接部分資源。一個(gè)或多個(gè)uut共用一個(gè)適配器，因此測(cè)試系統(tǒng)根據(jù)uut的信號(hào)情況，可以配置一個(gè)或多個(gè)適配器。

    系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

    cvi在標(biāo)準(zhǔn)c語(yǔ)言（ansi c）的基礎(chǔ)上增加了儀器控制和工具函數(shù)庫(kù)的虛擬儀器開發(fā)軟件，提供了很多實(shí)用的例程，具有友好的圖形用戶界面，并且c語(yǔ)言是大家都比較熟悉和易于使用的開發(fā)工具，因此選用cvi可以加快測(cè)試程序(tp)的開發(fā)。系統(tǒng)軟件原理見圖2。

    圖2 系統(tǒng)軟件架