由于穩(wěn)定度高且面積小，我們使用 NI PXI 模塊化儀器，將所有儀器設(shè)備整合單一機(jī)箱，以方便重新配置系統(tǒng)

大部分 8.1 通道 DSP 功率放大器已從模擬換成數(shù)字系統(tǒng)。DSP 芯片可執(zhí)行音頻處理任務(wù)，如噪音過濾，而且我們以標(biāo)準(zhǔn)的 Controller Area Network (CAN) 總線為主做通訊，此特殊放大器能連結(jié) 9 個(gè)以上的揚(yáng)聲器或 8.1 通道，用以傳送 3.5 W 的電力給每個(gè)通道。

圖 1. 新一代  8.1 通道 DSP 功率放大器與簡(jiǎn)圖

在建置完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)之后，我們安裝 1 組測(cè)試系統(tǒng)并開始試驗(yàn)，結(jié)果因?yàn)橥ǖ肋^多，此測(cè)試系統(tǒng)遇到很多問題。在執(zhí)行電子特性的試驗(yàn)，如頻率響應(yīng)、訊噪比 (SNR)、失真百分比，與共模訊號(hào)拒斥比 (CMRR)，均較為耗時(shí)。而且，此款儀器 1 次只能測(cè)試 1 個(gè)通道，所以我們必須使用繼電器切換電路，以測(cè)試所有 9 個(gè)通道。

在長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)試之下，放大器累積產(chǎn)生的熱能卻造成不精確的量測(cè)結(jié)果。我們花了 30-50 分鐘的時(shí)間測(cè)試 1 個(gè)放大器，也發(fā)現(xiàn)另一個(gè)問題：若 1 個(gè)放大器就得花 30 分鐘甚至更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)測(cè)試，我們就必須準(zhǔn)備 90 個(gè)測(cè)試系統(tǒng)做測(cè)試，除了要有足夠的廠房空間處理每天 600 個(gè)單位的制造產(chǎn)品，我們還需要注入超過 3 億 7 千 2 百萬(wàn)臺(tái)幣 (約 1 千 2 百萬(wàn)美金) 的成本在廠房空間上。

圖 2. *款自動(dòng)量測(cè)測(cè)試系統(tǒng)

新系統(tǒng)介紹

8.1 通道 DSP 功率放大器的測(cè)試過程相當(dāng)復(fù)雜，需要快速又準(zhǔn)確的量測(cè)系統(tǒng)來(lái)達(dá)到總生產(chǎn)率，而且，此測(cè)試系統(tǒng)必須是成本低、不占空間又堅(jiān)固耐用，足以承受每周全天候的運(yùn)作。

由于目前測(cè)試系統(tǒng)的主要問題，我們?cè)囍页瞿軠y(cè)試所有這 128 個(gè)需求的解決方案，所以把舊系統(tǒng)更換成 NI 產(chǎn)品，即使我們尚未同時(shí)了解如何使用 NI PXI 儀器。根據(jù)以往使用 NI 產(chǎn)品獲得的成功經(jīng)驗(yàn)，像是使用數(shù)字 I/O 適配卡及 USB-GPIB，我們決定使用 PXI 平臺(tái)。

PXI 平臺(tái)不但堅(jiān)實(shí)體積小，效能高且穩(wěn)定性佳，因此，我們把所有儀器及 1 個(gè)控制器整合在 1 個(gè)壓縮的緊密機(jī)箱，而且把 Microsoft Visual C#.NET 更換成使用 NI LabVIEW 軟件。

系統(tǒng)說明

針對(duì)此系統(tǒng)，我們使用 NI PXI-4461 數(shù)據(jù)擷取模塊產(chǎn)生 20 Hz ~ 20 kHz 的正弦平衡訊號(hào)對(duì) (Sine balanced signal pair)，然后傳送至放大器作為輸入訊號(hào)，PXI-4461 也需要2 個(gè)輸出通道。另一方面，我們連接放大器的平衡正弦輸出通道至 5 個(gè) NI PXI-4462 的 DAQ 模塊。

由于測(cè)試過程耗費(fèi)達(dá)到 40 ADC 的高電流量，因此系統(tǒng)安全也是嚴(yán)格考慮的重點(diǎn)。我們使用 NI PXI-4071 多功能數(shù)字電表測(cè)量電流與電壓，并使用 NI PXI-6515 隔離數(shù)字 I/O 模塊控制連接電源的各組件延遲狀況，系統(tǒng)同時(shí)需要來(lái)自傳感器的數(shù)字訊號(hào)。我們整合所有的模塊至 NI PXI-1044 - 14 槽式機(jī)箱成為小型的系統(tǒng)，易于移動(dòng)也或易于設(shè)置，節(jié)省了不少電纜及配件成本。

zui后，我們將測(cè)試時(shí)間從30 分鐘縮短至 3 分鐘，因此我們僅需要9 個(gè)測(cè)試系統(tǒng)做準(zhǔn)備，投資成本減少約 2/3。

圖 4.  新、舊 2 款自動(dòng)量測(cè)系統(tǒng)的比較結(jié)果

新的用戶接口

用戶接口的 額外功能便是手動(dòng)測(cè)試特殊需求；我們?cè)O(shè)計(jì)此用戶接口，所以操作人員可以進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)量測(cè)模式。使用功能強(qiáng)大的 LabVIEW，我們很快地建立此額外的程序功能。圖表顯示了手動(dòng)模式的用戶接口，在此模式中，操作人員可以容易地選擇調(diào)整任何量測(cè)參數(shù)，包括頻率、振幅、濾波設(shè)定與 GPIB 控制的外部電源供給。

圖 5. 用戶接口頁(yè)面 1：顯示手動(dòng)測(cè)試模式設(shè)定選項(xiàng)

圖 6. 用戶接口頁(yè)面 2：顯示輸出伏特?cái)?shù) (V_rm、dBV，與 S/N) 量測(cè)

圖 7. 用戶接口頁(yè)面 3：顯示輸出電力 (瓦特與失真) 量測(cè)

圖 8. 用戶接口頁(yè)面 4：顯示電壓與電流量測(cè)

除了手動(dòng)模式，自動(dòng)量測(cè)模式也為測(cè)試系統(tǒng)的主要部分，并判斷產(chǎn)品合格/不合格的標(biāo)準(zhǔn)。

圖 9. 自動(dòng)量測(cè)模式的用戶接口 (判斷結(jié)果：合格)

圖 10. 自動(dòng)量測(cè)模式的用戶接口 (判斷結(jié)果：不合格)

此外，我們能持續(xù)在新一代的高效能測(cè)試系統(tǒng)增加新的功能，也能規(guī)劃連接 PXI 系統(tǒng)至局域網(wǎng)絡(luò) (LAN)，我們同時(shí)使用 LabVIEW 建置整個(gè)系統(tǒng)。因而工程師們就能實(shí)時(shí)監(jiān)控并分析結(jié)果，甚或是從他們的磁盤數(shù)據(jù)中預(yù)測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)生的錯(cuò)誤。

    我們開業(yè)語(yǔ)言以LabVIEW為主，在硬件選型方面也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)我們也具備獨(dú)立的硬件開發(fā)及機(jī)械設(shè)計(jì)與加工能力，可以制作、加工非標(biāo)設(shè)備，滿足個(gè)性化的需求。"術(shù)業(yè)有專攻"，每個(gè)人都有自己zui擅長(zhǎng)的領(lǐng)域。把這些工作交給我們，使您有精力做科研，這應(yīng)該是一個(gè)雙贏的局面。

服務(wù)領(lǐng)域涵蓋：

   LabVIEW 編程 開發(fā)

     LabVIEW作為圖形化編程語(yǔ)言，近幾年發(fā)展迅速，它具備開發(fā)快、可靠性高等特點(diǎn)，非常適合測(cè)控領(lǐng)域的應(yīng)用。在該領(lǐng)域我們已經(jīng)有十年的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，合作用戶涉及科研、國(guó)防、外企、大中小型各類企業(yè)。服務(wù)領(lǐng)域遍布自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)眾多領(lǐng)域，包括航空航天、汽車產(chǎn)品測(cè)試、工業(yè)自動(dòng)化、故障診斷、圖像處理等。

   非標(biāo)設(shè)備研制

    在系統(tǒng)開發(fā)過程中，購(gòu)買不到的配件、電路板等產(chǎn)品，我們也可以進(jìn)行研制開發(fā)，為您提供一站式的服務(wù)。

   系統(tǒng)集成

為自動(dòng)化測(cè)試提供完整的解決方案。我們從設(shè)備選擇、采購(gòu)、安裝、調(diào)試、控制、到配套產(chǎn)品的研制，涵蓋您科研生產(chǎn)的全過程。讓您全身心的投入到核心工作中來(lái)，減輕您的工作壓力，提升工作效率。

   產(chǎn)品合作開發(fā)

    如果您那有具有市場(chǎng)潛力的好產(chǎn)品、好創(chuàng)意，我們也愿意與您一起合作開發(fā)。在這方面我們也具備了一定的基礎(chǔ)，例如工業(yè)*/呼吸模擬器/人工肺，勞保測(cè)試產(chǎn)品"防塵測(cè)試儀"已經(jīng)成功推向了市場(chǎng)。成熟的技術(shù)+有潛力的市場(chǎng)，一直是我們追求的目標(biāo)。如果您有好的創(chuàng)意，或者現(xiàn)有的產(chǎn)品需要升級(jí)推廣，也歡迎與我們。

      王

利用LabVIEW信道數(shù)字訊號(hào)處理功率放大器

利用LabVIEW信道數(shù)字訊號(hào)處理功率放大器