Teststand應用實例1

練習一：熟悉LabVIEW開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)頻率掃描測試目標：熟悉LabVIEW開發(fā)環(huán)境，結合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，并最終實現(xiàn)頻率掃描測試。圖1顯示實驗結果。圖1 完整練習硬件平臺：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（編輯當前值設置為默認值），保存500為起始頻率的默認值，如圖5所示。圖5 保存500為默認值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)設置為10,000,000.圖7 配置仿真信號Express VIc. 點擊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，選擇負載阻抗為High Z（高阻），其它值保留默認設置，如下圖所示。圖9 配置NI-FGEN Express (Arb) VId. 點擊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，記錄長度設為20000，其它值保留默認設置。圖13 配置NI-SCOPE Express VI Configuration選項卡d. 選擇Trigger標簽，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選項卡e. 點擊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），其它值保留默認設置，點擊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（標尺）選項卡，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)結構，實現(xiàn)頻率掃描過程。a. 右鍵單擊程序框圖，選擇Programming Structures For Loop(編程)結構for循環(huán))。圖21 添加For循環(huán)b. 光標變化的時候表明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)結構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)建一個控件用于設定終止頻率 (Stop Frequency)。a. 按住鍵的同時左鍵點擊Start Frequency控件并拖動，復制一個新的控件并命名為Stop Frequency。該控件用來設定掃頻的終止頻率。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，計算掃描時的頻率增量dx.a. 右鍵點擊程序框圖空白處，選擇Numeric Subtract（數(shù)值減）函數(shù)節(jié)點。b. 將Start Frequency控件和Stop Frequency控件連接到Subtract函數(shù)節(jié)點的兩個輸入端，如下圖所示。c. 計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。d. 計算dx，右鍵單擊程序框圖，選擇Numeric Divide（數(shù)值除）函數(shù)節(jié)點。整體效果如下圖所示。圖25 計算頻率增量dx14. 添加代碼，計算每次循環(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)點之后再次選擇Numeric Add（數(shù)值加）函數(shù)節(jié)點，并且將各個函數(shù)節(jié)點如圖連接：圖26 計算掃頻信號頻率 15. 保存并運行VI。將Number of Steps設置為25，Start Frequency設置500，Stop Frequency設置50000。點擊下圖中的按鈕運行程序。圖中的Power Spectrum波形圖將顯示信號從低到高掃描的頻率。圖27 程序運行結果16. 修改VI，給VI添加代碼，以驗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，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