數字示波器設計

IVI(InterchangeableVirtualInstrument)是IVI基金會(huì )為了進(jìn)一步提高儀器驅動(dòng)程序的可執行性能，達到真正意義上的儀器互換，實(shí)現應用程序完全獨立于硬件而推出的儀器驅動(dòng)程序編程接口。IVI系統由IVI類(lèi)驅動(dòng)程序、具體驅動(dòng)程序、IVI引擎、IVI配置實(shí)用程序、IVI配置信息文件五部分組成。類(lèi)驅動(dòng)程序實(shí)現了上層統一功能的封裝，面對的是操作者，而具體驅動(dòng)程序完成與具體儀器的通信。測試程序是調用類(lèi)驅動(dòng)程序，用類(lèi)驅動(dòng)程序調用具體驅動(dòng)程序來(lái)實(shí)現測試程序和硬件的無(wú)關(guān)性。IVI引擎完成狀態(tài)緩存、儀器屬性跟蹤、分類(lèi)驅動(dòng)程序到具體驅動(dòng)程序的映射功能。IVI配置實(shí)用程序是采用軟件MAX創(chuàng )建和配置IVI邏輯名，在測試程序中通過(guò)傳送邏輯名給一個(gè)分類(lèi)驅動(dòng)程序初始化函數，將操作映射到具體儀器及儀器驅動(dòng)程序。IVI配置信息文件記錄了所有邏輯名和從類(lèi)驅動(dòng)程序到具體儀器驅動(dòng)程序的映射信息。其結構如圖2所示。

2.3數字示波器測試軟件架構

2.3.1數字示波器測試軟件模塊

測試軟件分為測試數據管理模塊、測試參數管理模塊、測試程序模塊三部分。測試數據管理模塊是管理對儀器的檢定日期、檢定人員、對具體儀器的已檢定項目、檢定的數據等。測試參數管理是在數據庫中管理具體儀器的各檢定項、檢定項的標準值等。測試程序模塊是根據用戶(hù)在軟面板上選定的測試參數，調用相應的測試儀器進(jìn)行測試，把測試數據和數據庫中的標準相比較，判斷是否合格。

2.3.2數字示波器測試軟件結構化流程

在開(kāi)機系統自檢后，檢定操作員在軟件界面上選擇/輸入需要檢定的儀器型號，程序由儀器型號在數據庫中調出相應的檢定項目、被檢項目的標準值、被檢儀器與FLUKE5500A和GPIB控制器的連接圖。檢定員按連接圖(FLASH動(dòng)畫(huà))連接儀器，在確認連接正確后，檢查是否有IVI驅動(dòng)程序，在安裝驅動(dòng)程序后運行MAX配置工具，完成配置后即可運行相應的測試程序，把測試結果保存到數據庫，并打印相應的合格/不合格報告。其流程圖見(jiàn)圖3。

2.4數字示波器開(kāi)發(fā)IVI驅動(dòng)程序

對于IVI儀器，廠(chǎng)家會(huì )提供IVI驅動(dòng)程序只需要編寫(xiě)少量代碼即可實(shí)現對儀器的檢定，主程序簡(jiǎn)單，便于管理。IVI基金會(huì )的目標是支持95%的儀器?；贗VI技術(shù)的數字儀器的檢定將會(huì )是儀器檢定的必然之路。

但是并不是所有的儀器都支持IVI。對于非IVI儀器，使用LabWindows/CVI中的IVI驅動(dòng)開(kāi)發(fā)向導把儀器程控命令樹(shù)中所有底層命令封裝成一系列帶有圖像面板的高層函數，完成IVI驅動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)，使它成為IVI儀器。其特點(diǎn)是前期開(kāi)發(fā)IVI驅動(dòng)程序工作量大，但是后期測試程序開(kāi)發(fā)和維護工作量少。

2.5數字示波器數據庫管理

數據庫管理主要包括用戶(hù)管理、被檢儀器型號管理、檢定項目管理、檢定報告管理、檢定項目指標管理以及數據查詢(xún)6個(gè)模塊。

3數字示波器應用實(shí)例

應用本方法組建的測試系統對IVI儀器Hp54815等進(jìn)行了檢定，對非IVI儀器XJ4321等開(kāi)發(fā)了IVI驅動(dòng)程序，對其垂直靈敏度、瞬態(tài)響應、穩態(tài)響應、掃描時(shí)間因素誤差、掃描時(shí)間因素線(xiàn)性誤差5項內容進(jìn)行檢定，保存檢定結果并打印檢定證書(shū)。實(shí)踐證明：檢定過(guò)程變得快速和簡(jiǎn)單;自動(dòng)檢定和人工檢定的結果是一致的。

本文介紹的數字示波器檢定系統以GPIB為總線(xiàn)，綜合運用了IVI技術(shù)和數據庫技術(shù)實(shí)現數字示波器的自動(dòng)檢定，具有操作方便、可擴展性強、工作穩定性好的特點(diǎn)，為組建功率計、頻譜分析儀、任意波形/函數發(fā)生器、數字多用表的綜合數字儀器自動(dòng)檢定系統提供了參考。