数字示波器自动检定系统

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  • 随着电子技术的发展,数字示波器凭借数字技术和软件大大扩展了工作能力,早期产品的取样率低、存在较大死区时间、屏幕刷新率低等不足得到较大改善,以前难以观察的调制信号、通讯眼图、视频信号等复合信号越来越容易观察。数字示波器可以对数据进行运算和分析,特别适合于捕获复杂动态信号中产生的全部细节和异常现象,因而在科学研究、工业生产中得到了广泛的应用。为了让示波器工作在合格的状态,对示波器定期、快速、全面的检定,保证其量值溯源,是摆在测试工程师面前的一项紧迫任务。
      
    手工检定效率低,容易出错,对每一种示波器的检定需要测试工程师翻阅大量的资料;自动测试系统具有准确快速地测量参数、直观地显示测试结果、自动存储测试数据等特性,是传统的手工测试无法达到的。用自动测试系统实现对示波器的程控检定将会是仪器检定的趋势。
      
    GPIB、VXI、PXI是自动测试系统标准总线,GPIB以性能稳定、操作方便、价格低廉赢得用户的认可。这里选用了GPIB作为测试系统的总线。
      
    1硬件设计
      
    基于GPIB的数字示波器自动检定系统的硬件由GPIB控制器、FLUKE5500A、被检定数字示波器和PC机以及打印机等外围设备组成。系统组成如图1所示。



    1.1GPIB接口控制器
      
    1.1.1GPIB总线
      
    GPIB是惠普公司于20世纪60年代末、70年代初开发的实用仪器接口系统。由于对测试仪器的控制很方便,并且具有较高的传输速度(1Mbps),GPIB于1975年被定为IEEE488标准,1987年修定为IEEE488.1—1987。GPIB总线是数字化的24脚并行总线,有8根线是地线和屏蔽线,另外16根线是TTL电平信号传输线,包括8根数据线、5根接口管理线和3根数据传输控制线。GPIB使用8位并行、字节串行、异步通讯方式,所有字节通过总线顺序传送。
      
    GPIB系统设备有控者、讲者和听者三种属性。实际设备具有其中的一种、两种或三种。作为控者,它可以通过寻址指定连接到总线上具有讲者属性的器件成为讲者和具有听者属性的器件作为听者,包括指定它自己。讲者能通过总线向其他器件发送数据。听者能从总线上接收讲者发送的数据。一般来说在GPIB系统中计算机是控者,具有讲、听、控三种属性。为避免总线冲突,IEEE488规定一次只能有一个讲者,但可以同时有几个听者。由于GPIB系统中各器件的工作速度可能相差悬殊,为了保证多线消息能够双向、异步、可靠地传输,GPIB母线中设置了三条握手线,分别为数据有效线、未准备好接收线和未收到数据线。

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