基于NI PXI模塊化儀器和LabVIEW實(shí)現(xiàn)自定義的功能電路測(cè)試系統(tǒng)

背景

現(xiàn)代化電子工廠批量生產(chǎn)的PCB電路板，在最終打包出廠前，需要做電路功能測(cè)試(FCT)。在該功能測(cè)試應(yīng)用中，霍尼韋爾綜合科技(中國(guó))有限公司的工程師希望構(gòu)建一套完整的包含音頻、視頻及各種電壓、電流、頻率、開關(guān)量等測(cè)試量的綜合性全自動(dòng)功能測(cè)試平臺(tái)，最終需要通過該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種不同PCB的功能測(cè)試;而且當(dāng)需要更換不同型號(hào)的PCB時(shí)，該系統(tǒng)需能方便地實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展。

圖1 基于PXI模塊化儀器實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)構(gòu)架與實(shí)現(xiàn)

隨著產(chǎn)品種類越來越多，測(cè)試功能越來越復(fù)雜，普通的功能測(cè)試臺(tái)已經(jīng)無法實(shí)現(xiàn)一些特殊的功能測(cè)試(例如音頻、視頻測(cè)試等)。要構(gòu)建一個(gè)包含所有功能的測(cè)試平臺(tái)，倘若都采用傳統(tǒng)儀器，單從設(shè)備費(fèi)用上來說就是一個(gè)不小的開支?；裟犴f爾與NI的工程師討論后，確定了基于PXI平臺(tái)的系統(tǒng)方案，通過軟件定義的模塊化儀器系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)以下功能：

(1) 通過多路雙向高速數(shù)字I/O實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)I2C等協(xié)議;

(2) 通過多路模擬量輸入輸出，模擬PCB的輸入信號(hào)，并采集輸出信號(hào);

(3) 通過矩陣開關(guān)，方便控制信號(hào)通斷，并可以復(fù)用儀器;

(4) 通過RS232、RS485接口模塊實(shí)現(xiàn)串口協(xié)議通信;

(5) 通過萬用表模塊實(shí)現(xiàn)直流參數(shù)測(cè)量;

(6) 通過任意波形發(fā)生器產(chǎn)生視頻信號(hào);

(7) 通過數(shù)字化儀實(shí)現(xiàn)示波器功能以及視頻信號(hào)采集;

(8) 通過動(dòng)態(tài)信號(hào)采集卡實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)采集;

(9) 可編程電源。

功能測(cè)試系統(tǒng)

有了穩(wěn)定可靠的PXI模塊化硬件，霍尼韋爾的工程師使用NI LabVIEW圖形化編程軟件，結(jié)合方便易用的驅(qū)動(dòng)API，在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了各種自定義測(cè)試測(cè)量功能(例如，信號(hào)生成、采集、分析、結(jié)果顯示等)，完成了整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)。

圖2 測(cè)試機(jī)架與界面

通過該平臺(tái)無須更換測(cè)試硬件，新產(chǎn)品加入時(shí)，只需更換一個(gè)測(cè)試夾具，結(jié)合所需的PXI模塊化硬件重新連線，并修改相應(yīng)的測(cè)試軟件即可實(shí)現(xiàn)對(duì)新產(chǎn)品的全自動(dòng)全功能測(cè)試。即使未來產(chǎn)品的擴(kuò)展功能無法用現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，也只需添置相應(yīng)的模塊化硬件即可。

霍尼韋爾僅花費(fèi)了最初預(yù)算的一半費(fèi)用就實(shí)現(xiàn)了全部系統(tǒng)功能。經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)和測(cè)試，霍尼韋爾將多臺(tái)這樣的功能測(cè)試臺(tái)運(yùn)用到實(shí)際產(chǎn)線中，節(jié)省了大量費(fèi)用，并且工作穩(wěn)定可靠。

結(jié)論

基于PXI模塊化儀器所構(gòu)建的PCB功能測(cè)試臺(tái)具有方便靈活、功能強(qiáng)大、易于維護(hù)和升級(jí)等特點(diǎn)。以軟件為核心的模塊化測(cè)試系統(tǒng)已日漸成為當(dāng)今的主流測(cè)試技術(shù)。