使用Labview快速测量电路板各种测试，测试参数越多越方便

只看该作者 · 2021-4-8 19:57

本帖最后由 kk的回忆于 2021-4-9 10:57 编辑

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@21小跑堂

作为电工人，电路板的各种参数是经常要测量的，常规参数比如电压信号，电流信号和功率。通信方面就会涉及到传输速率，误码率和上升时间等参数的测量。这些参数的测量需要使用示波器，误码仪，数字分析仪等仪器。当你看到以下各种繁琐复杂的线束杂绕到一起，肯定是心中暗叹一声，好麻烦啊。

由于测量上升时间用示波器，测量误码率用专用的误码仪设备，测量传输速率用专门的串行数字分析仪设备。这样就需要在不同的设备中反复调试测量，这样连接的线束就更多了。所以有一台自动化的测试治具，就显得难能可贵了。由于现在很多仪器都带有GPIB接口，利用Labview的可视化编程方案就让这一切成为了可能。

编译基于labview环境的上位机软件，控制程控仪器发送测试信号到电路板，然后控制仪器进行数据的实时采集，存储以及显示，最终将测试数据和配置文件中的标准数据比对，给出电路板性能参数是否合格的结论。很久之前做过这方面的工作，对电路板多个参数进行测量，在这里和大家重温“我的经典”产品，和大家一起聊聊的。

先上一个简单的流程图，让大家有个直观的了解。

实际会用到两台高速示波器，具体型号记得不太清楚了，好像是泰克DSA70000系列的，貌似是70404和DSA71604,都是性能超厉害的。下面是这个测试工装的的简要硬件示意图，可以有个感观的认识

这个上位机产品设计的时候做的有些花哨，后期还专门弄了个密码登陆系统，免得辛辛苦苦测试一天的数据被别人删除了，对不同的使用人员给予不同的权限。

登陆成功后马上就进入到labview的主控制界面，可以测试很多参数，只要仪器上支持的测试项目，就都可以测量，并显示和存储到本地。下图是软件实际运行中，测试眼图的内容。将示波器中测量的内容回传给上位机。

下图是实际测试中前面板下达发送“开始测试”命令，测试仪器接收，然后自动进行测量，数据回传保存。

以上是对高速信号的上升时间具体的测量过程。

下面详细的讲解如何利用labview进行软件编程，从而完整进行这个测试过程：

测试上升时间时，使用DSA70404的TDR模块作为信号源，产生一个标准时间长度的上升沿，是此上升沿通过加载板的通道。然后，使用DSA71604对此上升沿进行捕获，并计算上升沿的上升时间。最后，使用补偿值对上升时间进行补偿，并将补偿后的上升时间显示在操作面板上。上升时间的测试流程图如下图所示。

这其中涉及到两台示波器各种指令集的控制，需要写很多vi模块。测试时，首先需要对信号源DSA70404和信号接收者DSA71604进行配置。所使用到的指令字符串、对应的vi和其功能如表1、2所示。

表1 DSA71604配置指令及对应的vi

*配置的参数*	*指令字符串*	*对应的vi*
*输入波形的调整模式*	*:HORIZONTAL:MODE <Y>*	*RT__Horizonal Mode.vi*
*波形记录长度*	*:HORizontal:MODE:RECOrdlength <Y>*	*RT__Horizonal Setting.vi*
*波形采样率*	*:HORIZONTAL:MODE:SAMPLERATE <Y>*	*RT__Horizonal SampleRate.vi*

表2DSA70404配置指令及对应的vi

*配置的参数*	*指令字符串*	*对应的vi*
*信号类型*	*:TDR:CH<x>:DIFFPRESET*	*RT_TDR DIFforesent.vi*
*信号单位*	*:TDR:CH<x>:UNITS Volt*	*RT_TDR Units.vi*
*信号极性*	*:TDR:CH<x>:STEP:POLARITY PLUS*	*RT_TDR Polarity.vi*
*时钟频率*	*:TDR:INTATE 200E3*	*RT_TRD Inrate.vi*

当配置完后，控制DSA70404对DSA71604输出的上升沿进行捕获，并计算上升沿的上升时间。测试过程的控制指令字符串表3所示。

表3测试过程的控制指令字符串

指令字符串	子vi	描述
:MEASU:IMM:TYP RIS	RT_DSA71604RiseTime.vi	控制示波器71604对信号的上升时间进行测量
:MEASU:IMM:VAL?	RT_DSA71604RiseTime.vi	获取上升时间的测量值

测试完成后，从DSA71604中读取通过加载板通道后的信号的上升时间。然后，根据补偿值，对测试值进行补偿。最后，根据阀值判定该测试通道是否合格。

上升时间的补偿、判定由RT_datahandle.vi来处理，图标如下图所示。

表4 RT_datahandle.vi输入参数

输入参数	类型	描述
上升时间测量值	浮点数值	经过加载板通道后的上升沿的上升时间
标准上升时间	浮点数值	输出的上升沿的上升时间
适配器上升时间补偿值	浮点数值	适配器对上升时间测量影响的补偿值
探针上升时间补偿值	浮点数值	探针对上升时间测量影响的补偿值
电缆上升时间补偿值	浮点数值	电缆对上升时间测量影响的补偿值

RT_datahandle.vi输出参数的详细描述如表5所示。

表5 RT_datahandle.vi输出参数

*输入参数*	类型	描述
*加载板上升时间*	*浮点数值*	*经过计算后，加载板通道的上升时间*
*是否合格*	*字符串*	*该通道是否合格的判定结果*

至此完成整个上升时间的测试，下面展示一个RT_RiseTime,vi的前面板和程序面板的内容：

而且这个程序仅仅是测试上升时间上十个子vi中的一个，所以要完成一个完整参数的测量需要很多指令集的综合调试。在附件中会把这十几个子vi作为附件上传，有需要的可以作为参考进行学习。

如果要测量的参数越多，那么所要的指令集就会越多的，程序也就会越多，就要考虑各种容错机制的。

最后和大家聊聊PC机和MP1800仪器的通信问题，这是整个测试治具是否成功的关键。MP1800通过LAN和PC机通信，使用GPIB接口和测试仪器通信。由于MP1800仪器的背面有两个LAN接口，默认情况下使用的是LAN1接口（背面靠上的那个接口，最好使用LAN1接口，曾经尝试使用LAN2接口（背面考下的那个接口），但PC和MP1800之间无法通信）。

PC与MP1800之间使用网线连接好后，需要设置PC和MP1800的IP地址，子网掩码和默认网管，使PC和MP1800之间能够进行通信。经过尝试，PC和MP1800的IP为192.168.xxx.xxx，子网掩码为255.255.255.0，默认网关为192.168.xxx..254时，PC和MP1800可以通信。其中，IP和默认网关的红色部分要一样。

当前PC和MP1800的LAN配置为，PC的IP为192.168.3.100，子网掩码为255.255.255.0，默认网关为192.168.3.254 。 MP1800的IP为192.168.3.100，子网掩码为255.255.255.0，默认网关为192.168.3.254 。

MP1800内部的IP地址分为两类，一类是仪器地址，用于与PC通信；另一类为仪器内部的模块地址，用于仪器内各模块，如同步时钟，PPG，ED与MP1800主板之间的通信。

在对MP1800的LAN进行设置时，不要通过仪器上的“网络连接”---> “属性” --->“Internet协议TCP/IP”来设置MP1800的IP地址，“网络连接”中的IP是用来在MP1800主板和各模块（同步时钟，PPG，ED）之间通信的IP地址。而且不要修改此处的IP地址，修改之后，MP1800将无法识别安装在其上的模块（同步时钟，PPG，ED），PC发送个MP1800的控制各模块的指令将无法被执行。

对MP1800的LAN的设置，必须在MP1800上的应用程序上的设置中完成。

在这篇帖子里是完整介绍了，利用Labview通过GPIB接口控制程控仪器测试上升的全过程。只要示波器支持各种VISA驱动，将测试上升时间的控制指令修改为测试下降时间，并重新建立一个新的子vi，在前面板再增加一个界面，下降时间的测试按钮。就又增加了一个新参数的测量。

以此类推，示波器界面的频率，电压，电流，相位各种信息全部可以完成测试。同时上位机还可以发送截图指令，将示波器当前的测试波形也实时回传到上位机的前面板界面，实现和示波器的同步观测同步测量。

如果电路板的测试参数太多，示波器又只有四个channel，这个时候就需要多台示波器测试，使用labview的自动化测试优势就太明显，使用GPIB的级联设备，可以实现多台设备多参数的测试。将测试工装架设好，测试人员剩下的工作就好更换测试电路板和操控PC机，可以轻松高效的完成多个电路板的测试。

以后大家用到相应的测试仪器时候，可以参考这个设置进行配置，减少调试时间。整个软件的开发过程经历了几个月，但是后期显著提高了测试效率，还是值得的。