Teststand應(yīng)用實(shí)例1

練習(xí)一：熟悉LabVIEW開發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)頻率掃描測試目標(biāo)：熟悉LabVIEW開發(fā)環(huán)境，結(jié)合NI硬件，利用任意波形發(fā)生器產(chǎn)生正弦信號，利用示波器采集正弦信號，并最終實(shí)現(xiàn)頻率掃描測試。圖1顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖1 完整練習(xí)硬件平臺：連接任意信號發(fā)生器 (Arb) PXI-5421的CH0到示波器 (Digitizer) PXI-5122的CH1。圖2 系統(tǒng)連接操作步驟：1. 啟動LabVIEW 2013，在歡迎界面上按ctrl+n以創(chuàng)建一個新vi。圖3 新建空白VI2. 開始編寫程序，創(chuàng)建一個數(shù)值控件，通過該控件調(diào)整掃頻信號的起始頻率。a. 在VI前面板上右鍵單擊，選擇Numeric Numeric Control（新式數(shù)值數(shù)值輸入控件），如圖4所示。圖4 創(chuàng)建數(shù)值輸入控件b. 修改控件標(biāo)簽，重命名數(shù)值輸入控件為Start Frequency。c. 在起始頻率控件中輸入500，并在菜單工具欄中選擇：Edit Make Current Values Default（編輯當(dāng)前值設(shè)置為默認(rèn)值），保存500為起始頻率的默認(rèn)值，如圖5所示。圖5 保存500為默認(rèn)值3. 添加仿真信號Express VI產(chǎn)生一個正弦波信號。a. 從前面板切換到程序框圖，在程序框圖空白處右鍵單擊，選擇Express Input Simulate Signal（Express輸入仿真信號），放置在程序框圖上。圖6 添加仿真信號Express VIb. 等待自動彈出Express VI配置對話框，或者雙擊Express VI，在對話框中將采樣率 (Hz) 參數(shù)設(shè)置為10,000,000.圖7 配置仿真信號Express VIc. 點(diǎn)擊OK，保存Express VI配置。4. 創(chuàng)建任意波形發(fā)生器的Express VI，從而用Arb硬件板卡產(chǎn)生正弦信號。a. 右鍵單擊程序框圖，選擇Express Output（輸出） NI-FGEN (Arb).圖8 添加NI-FGEN Express (Arb) VIb. 將NI-FGEN (Arb) Express VI放置在仿真信號Express VI右邊。c. 配置NI-FGEN Express對話框，選擇負(fù)載阻抗為High Z（高阻），其它值保留默認(rèn)設(shè)置，如下圖所示。圖9 配置NI-FGEN Express (Arb) VId. 點(diǎn)擊OK，保存Express VI配置。5. 用仿真信號Express VI的輸出來初始化任意波形發(fā)生器，并傳遞錯誤簇。a. 展開NI-FGEN (Arb) Express VI，使data輸入端可見。圖10 展開Express VI接線端b. 將仿真信號Express VI的sine（正弦）輸出端用鼠標(biāo)連線連接至NI-FGEN (Arb) Express VI的data輸入端。c. 同樣的，將仿真信號Express VI的error out輸出端連接至NI-FGEN (Arb) Express VI的error in輸入端。圖11 連接Express VI6. 創(chuàng)建示波器Express VI，采集正弦波信號。a. 右鍵單擊程序框圖，選擇Express Input （輸入） NI-SCOPE Express.圖12 添加NI-SCOPE Express VIb. 將NI-SCOPE Express VI放置在NI-FGEN (Arb) Express VI的右邊。c. 配置NI-SCOPE Express VI對話框，如下圖所示，選擇通道為Channel 1，記錄長度設(shè)為20000，其它值保留默認(rèn)設(shè)置。圖13 配置NI-SCOPE Express VI Configuration選項(xiàng)卡d. 選擇Trigger標(biāo)簽，按下圖配置對話框。先把type改成Edge，然后根據(jù)下圖更改source，ref position和max time.圖14 配置NI-SCOPE Express VI Trigger選項(xiàng)卡e. 點(diǎn)擊OK，保存Express VI配置。7. 將任意波形發(fā)生器Express VI的error out輸出端和示波器Express VI的error in輸入端相連。并且在NI-SCOPE-EXPRESS下方拖出一欄close（T），然后左鍵點(diǎn)擊close(T)選擇signal。圖15.1圖15.2圖15.3圖15.4 連接Express VI8. 添加頻譜分析Express VI，并與示波器Express VI相連接。a. 右鍵單擊程序框圖，并選擇Express Signal Analysis Spectrum Measurements（Express信號分析頻譜測量）。b. 放置Spectrum Measurements Express VI在NI-Scope Express VI右邊。c. 配置對話框，在Select measurement（所選測量）一欄中選擇Power spectrum（功率譜），其它值保留默認(rèn)設(shè)置，點(diǎn)擊OK，保存配置。圖16 配置頻譜分析Express VId. 將Spectrum Measurements Express VI和NI-SCOPE Express VI按下圖所示相連接。（可按照5.a的方法展開NI-SCOPE Express VI使Signal輸出端可見。）圖17 連接Express VI9. 創(chuàng)建波形圖顯示時域信號和頻譜。a. 右鍵單擊NI-Scope Express VI的signal輸出端，在彈出菜單中選擇Create Graph Indicator（創(chuàng)建圖形顯示控件），創(chuàng)建一個波形圖顯示控件。圖18 創(chuàng)建波形圖顯示控件b. 右鍵單擊波形圖顯示控件，在快捷菜單中選擇Properties（屬性），在屬性對話框中選擇Scales（標(biāo)尺）選項(xiàng)卡，如下圖配置。圖19 修改Signal波形圖顯示控件屬性c. 同樣的方法在頻譜分析Express VI的Power Spectrum輸出端創(chuàng)建一個波形圖顯示控件，重命名為Power Spectrum，用來顯示頻譜，并按下圖修改屬性。圖20 修改Power Spectrum波形圖顯示控件屬性10. 添加For循環(huán)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)頻率掃描過程。a. 右鍵單擊程序框圖，選擇Programming Structures For Loop(編程)結(jié)構(gòu)for循環(huán))。圖21 添加For循環(huán)b. 光標(biāo)變化的時候表明For循環(huán)已經(jīng)放在程序框圖了，可以通過拖動For循環(huán)的邊界來改變For循環(huán)大小，放置好后如下圖所示。圖22 放置For循環(huán)結(jié)構(gòu)11. 右鍵單擊For循環(huán)的循環(huán)次數(shù)接線端，選擇Creat Control（創(chuàng)建輸入控件）創(chuàng)建一個數(shù)值輸入控件，并且命名為Number of Steps。該控件用來指定For循環(huán)的循環(huán)次數(shù)，即掃頻次數(shù)。圖23 創(chuàng)建循環(huán)次數(shù)接線端12. 創(chuàng)建一個控件用于設(shè)定終止頻率 (Stop Frequency)。a. 按住鍵的同時左鍵點(diǎn)擊Start Frequency控件并拖動，復(fù)制一個新的控件并命名為Stop Frequency。該控件用來設(shè)定掃頻的終止頻率。圖24 創(chuàng)建Stop Frequency數(shù)值輸入控件b. 循環(huán)的執(zhí)行次數(shù)由Number of Steps決定。第一次循環(huán)時，信號頻率等于Start Frequency，隨后每次循環(huán)將增加一個固定頻率dx。該值由以下公式?jīng)Q定：13. 添加代碼，計(jì)算掃描時的頻率增量dx.a. 右鍵點(diǎn)擊程序框圖空白處，選擇Numeric Subtract（數(shù)值減）函數(shù)節(jié)點(diǎn)。b. 將Start Frequency控件和Stop Frequency控件連接到Subtract函數(shù)節(jié)點(diǎn)的兩個輸入端，如下圖所示。c. 計(jì)算上面公式中的分母，和a中步驟類似，右鍵單擊程序框圖，選擇Numeric Decrement（數(shù)值減1）函數(shù)節(jié)點(diǎn)。d. 計(jì)算dx，右鍵單擊程序框圖，選擇Numeric Divide（數(shù)值除）函數(shù)節(jié)點(diǎn)。整體效果如下圖所示。圖25 計(jì)算頻率增量dx14. 添加代碼，計(jì)算每次循環(huán)的輸入頻率，即每次掃頻時的信號頻率。a. 對于每一次掃頻，生成的信號頻率將由以下公式計(jì)算：Frequency = Start Frequency + (dx * Loop Iteration)b. 右鍵單擊程序框圖，選擇 Numeric Multiply（數(shù)值乘）函數(shù)節(jié)點(diǎn)之后再次選擇Numeric Add（數(shù)值加）函數(shù)節(jié)點(diǎn)，并且將各個函數(shù)節(jié)點(diǎn)如圖連接：圖26 計(jì)算掃頻信號頻率 15. 保存并運(yùn)行VI。將Number of Steps設(shè)置為25，Start Frequency設(shè)置500，Stop Frequency設(shè)置50000。點(diǎn)擊下圖中的按鈕運(yùn)行程序。圖中的Power Spectrum波形圖將顯示信號從低到高掃描的頻率。圖27 程序運(yùn)行結(jié)果16. 修改VI，給VI添加代碼，以驗(yàn)證示波器接收到的信號頻率是否在掃頻頻率范圍之內(nèi)，如果在范圍內(nèi)，輸出pass，如果超出范圍，輸出fail。a. 右鍵單擊程序框圖，點(diǎn)擊 Select a VI（選擇vi）圖28 添加子VIb. 在Support Files目錄下選擇子VI：limit test.vi，放置在For循環(huán)右側(cè)，并將limit test.vi的輸入接線端分別和Start Frequency、Stop Frequency控件相連，同時在limit test.vi的3個輸出接線端上右鍵單擊，選擇CreatIndicator（創(chuàng)建顯示控件），創(chuàng)建max frequency、Boolean、min frequency 3個顯示控件，并將Boolean控件重名為Test Passed?，如下圖所示。把NI-SCOPE EXPRESS的s