[发明专利]一种基于虚拟仪器的电流频率转换器测试方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种电流频率转换器测试方法，特别涉及一种基于虚拟仪器的电流频率转换器测试方法。

背景技术

虚拟仪器是利用现有的计算机，加上特殊设计的仪器硬件和专用软件形成既有普通仪器的基本功能又有一般仪器所没有的特殊功能的高档低价的新型仪器。它是利用计算机强大的图形环境和在线帮助功能，建立虚拟仪器面板，以代替传统仪器完成对仪器的控制、数据分析和显示功能。虚拟仪器通过软件将计算机的硬件资源和仪器的硬件资源有机融合在一起，充分发挥计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量及控制能力，利用软件对测试数据实时进行分析、计算和处理，特别适合自动在线测试系统的发展要求。

电流频率转换把输入的模拟电流信号转换成计数脉冲输出，计数脉冲的频率正比于输入电压信号的幅度值。电流频率转换是一种常见的模/数转换方式，广泛用于导航、雷达、遥控遥测、模拟信号传输、数据采集和通讯系统、现代导航系统等领域。在电流频率转换器的众多技术指标中，线性度是最重要的指标，它标志着电流频率转换器的性能。线性度指的是输入电流与输出频率之间的线性关系，一般以不同的输入电流值为X轴，对应的频率值为Y轴，用最小二乘法计算线性度。

目前，电流频率转换器的测试主要通过搭建分立的测试仪器实现。测试线性度时，为了采集不同的电流/频率点，测试人员要不断更改可编程电流源发出的电流，并通过频率计读取对应的频率值。电流频率转换器线性度包括正向线性度和负向线性度，测试每个线性度一般要采集十几个电流/频率点，因而测试一个电流频率转换器要采集并记录二十几个电流/频率点，然后录入计算机计算结果。如此繁琐的测试过程使测试一个电流频率转换器要耗时十几分钟，测试时间长，数据处理同步性差。

发明内容

本发明的目的：本发明将最新的虚拟仪器技术应用于电流频率转换器的测试中，不仅可以缩短测试时间，完成测试数据的即时分析及处理，而且可以精确控制测量过程，自动记录与显示测量结果。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种基于虚拟仪器的电流频率转换器测试方法，其特征是， 

建立测试系统，所述测试系统包括计算机、PXI卡式仪器、接口适配器；PXI卡式仪器通过PXI总线与计算机通信，接口适配器连接PXI卡式仪器和被测电流频率转换器；

PXI卡式仪器提供电流频率转换器正常工作所需的输入信号并采集电流频率转换器的输出信号；PXI卡式仪器包括直流稳压电源、信号发生器、可编程电流源、计数器和数字万用表；

接口适配器把PXI卡式仪器发出的电源、时钟、电流信号输入到电流频率转换器并把电流频率转换器发出的频率信号输入到PXI卡式仪器；

包括以下步骤：

对可编程电流源进行初始化设置；

然后启动可编程电流源输出电流，即在电流频率转换器的输入端输入电流，延时一设定时间后，用数字万用表测量输入电流的大小；数字万用表采用数字万用表PXI-4071是6位半的数字万用表，通过调用NI-DMM仪器设备驱动程序对输入电流进行精确测量，精确到小数点后四位；

再启动计数器测量频率，对输出信号FO+和FO-端的脉冲进行计数，计数器计数功能通过调用NI-DAQmx仪器设备驱动程序实现；

计数器通过输入外部脉冲信号触发计数，外部脉冲信号由脉冲发生器PXI-6552发出，此功能通过调用NI-HSDIO仪器设备驱动程序实现；

频率测量结束后即得到一个电流/频率点，接着改变输入电流大小，测量下一个电流/频率点，依此类推；

需要测量的电流/频率点全部测量结束后，以电流值作为横向变量Xi，频率值作为纵向变量Yi，用最小二乘法计算线性度，线性度测试结果小于0.03%的电流频率转换器为合格。

PXI卡式仪器具体包括直流稳压电源Agilent E3649A、信号发生器PXI-5422、可编程电流源PXI-4130、计数器PXI-6608、数字万用表PXI-4071、脉冲发生器PXI-6552。

电流频率转换器的输入、输出信号包括：

+15V、-15V、+5V三路电源用于给电流频率转换器供电，由直流稳压电源提供；

输入信号CLK为512kHz方波信号，用于给电流频率转换器提供工作时钟，由信号发生器PXI-5422产生；

输入信号Iin为-15mA～15mA的电流信号，用于给电流频率转换器提供输入电流，由可编程电流源产生，由数字万用表进行测量；