1、Teststand应用实例1练习一：熟悉LabVIEW开发环境，实现频率扫描测试目标：熟悉LabVIEW开发环境，结合NI硬件，利用任意波形发生器产生正弦信号，利用示波器采集正弦信号，并最终实现频率扫描测试。图1显示实验结果。图1 完整练习硬件平台：连接任意信号发生器 (Arb) PXI-5421的CH0到示波器 (Digitizer) PXI-5122的CH1。图2 系统连接操作步骤：1. 启动LabVIEW 2013，在欢迎界面上按ctrl+n以创建一个新vi。图3 新建空白VI2. 开始编写程序，创建一个数值控件，通过该控件调整扫频信号的起始频率。a. 在VI前面板上右键单击，选择Num
2、eric Numeric Control（新式数值数值输入控件），如图4所示。图4 创建数值输入控件b. 修改控件标签，重命名数值输入控件为Start Frequency。c. 在起始频率控件中输入500，并在菜单工具栏中选择：Edit Make Current Values Default（编辑当前值设置为默认值），保存500为起始频率的默认值，如图5所示。图5 保存500为默认值3. 添加仿真信号Express VI产生一个正弦波信号。a. 从前面板切换到程序框图，在程序框图空白处右键单击，选择Express Input Simulate Signal（Express输入仿真信号），放置在
3、程序框图上。图6 添加仿真信号Express VIb. 等待自动弹出Express VI配置对话框，或者双击Express VI，在对话框中将采样率 (Hz) 参数设置为10,000,000.图7 配置仿真信号Express VIc. 点击OK，保存Express VI配置。4. 创建任意波形发生器的Express VI，从而用Arb硬件板卡产生正弦信号。a. 右键单击程序框图，选择Express Output（输出） NI-FGEN (Arb).图8 添加NI-FGEN Express (Arb) VIb. 将NI-FGEN (Arb) Express VI放置在仿真信号Express VI
4、右边。c. 配置NI-FGEN Express对话框，选择负载阻抗为High Z（高阻），其它值保留默认设置，如下图所示。图9 配置NI-FGEN Express (Arb) VId. 点击OK，保存Express VI配置。5. 用仿真信号Express VI的输出来初始化任意波形发生器，并传递错误簇。a. 展开NI-FGEN (Arb) Express VI，使data输入端可见。b. 图10 展开Express VI接线端c. 将仿真信号Express VI的sine（正弦）输出端用鼠标连线连接至NI-FGEN (Arb) Express VI的data输入端。d. 同样的，将仿真信号E
5、xpress VI的error out输出端连接至NI-FGEN (Arb) Express VI的error in输入端。图11 连接Express VI6. 创建示波器Express VI，采集正弦波信号。a. 右键单击程序框图，选择Express Input （输入） NI-SCOPE Express.图12 添加NI-SCOPE Express VIb. 将NI-SCOPE Express VI放置在NI-FGEN (Arb) Express VI的右边。c. 配置NI-SCOPE Express VI对话框，如下图所示，选择通道为Channel 1，记录长度设为20000，其它值保留
6、默认设置。图13 配置NI-SCOPE Express VI Configuration选项卡d. 选择Trigger标签，按下图配置对话框。先把type改成Edge，然后根据下图更改source，ref position和max time.图14 配置NI-SCOPE Express VI Trigger选项卡e. 点击OK，保存Express VI配置。7. 将任意波形发生器Express VI的error out输出端和示波器Express VI的error in输入端相连。并且在NI-SCOPE-EXPRESS下方拖出一栏close（T），然后左键点击close(T)选择signal。
7、图15.1图15.2图15.3图15.4 连接Express VI 8. 添加频谱分析Express VI，并与示波器Express VI相连接。a. 右键单击程序框图，并选择Express Signal Analysis Spectrum Measurements（Express信号分析频谱测量）。b. 放置Spectrum Measurements Express VI在NI-Scope Express VI右边。c. 配置对话框，在Select measurement（所选测量）一栏中选择Power spectrum（功率谱），其它值保留默认设置，点击OK，保存配置。图16 配置频谱分析
8、Express VId. 将Spectrum Measurements Express VI和NI-SCOPE Express VI按下图所示相连接。（可按照5.a的方法展开NI-SCOPE Express VI使Signal输出端可见。）图17 连接Express VI9. 创建波形图显示时域信号和频谱。a. 右键单击NI-Scope Express VI的signal输出端，在弹出菜单中选择Create Graph Indicator（创建图形显示控件），创建一个波形图显示控件。图18 创建波形图显示控件b. 右键单击波形图显示控件，在快捷菜单中选择Properties（属性），在属性对话
9、框中选择Scales（标尺）选项卡，如下图配置。图19 修改Signal波形图显示控件属性c. 同样的方法在频谱分析Express VI的Power Spectrum输出端创建一个波形图显示控件，重命名为Power Spectrum，用来显示频谱，并按下图修改属性。图20 修改Power Spectrum波形图显示控件属性10. 添加For循环结构，实现频率扫描过程。a. 右键单击程序框图，选择Programming Structures For Loop(编程)结构for循环)。图21 添加For循环b. 光标变化的时候表明For循环已经放在程序框图了，可以通过拖动For循环的边界来改变Fo
10、r循环大小，放置好后如下图所示。图22 放置For循环结构11. 右键单击For循环的循环次数接线端，选择Creat Control（创建输入控件）创建一个数值输入控件，并且命名为Number of Steps。该控件用来指定For循环的循环次数，即扫频次数。图23 创建循环次数接线端12. 创建一个控件用于设定终止频率 (Stop Frequency)。a. 按住键的同时左键点击Start Frequency控件并拖动，复制一个新的控件并命名为Stop Frequency。该控件用来设定扫频的终止频率。图24 创建Stop Frequency数值输入控件b. 循环的执行次数由Number o
11、f Steps决定。第一次循环时，信号频率等于Start Frequency，随后每次循环将增加一个固定频率dx。该值由以下公式决定：13. 添加代码，计算扫描时的频率增量dx.a. 右键点击程序框图空白处，选择Numeric Subtract（数值减）函数节点。b. 将Start Frequency控件和Stop Frequency控件连接到Subtract函数节点的两个输入端，如下图所示。c. 计算上面公式中的分母，和a中步骤类似，右键单击程序框图，选择Numeric Decrement（数值减1）函数节点。d. 计算dx，右键单击程序框图，选择Numeric Divide（数值除）函数节
12、点。整体效果如下图所示。图25 计算频率增量dx14. 添加代码，计算每次循环的输入频率，即每次扫频时的信号频率。a. 对于每一次扫频，生成的信号频率将由以下公式计算：Frequency = Start Frequency + (dx * Loop Iteration)b. 右键单击程序框图，选择 Numeric Multiply（数值乘）函数节点之后再次选择Numeric Add（数值加）函数节点，并且将各个函数节点如图连接：图26 计算扫频信号频率 15. 保存并运行VI。将Number of Steps设置为25，Start Frequency设置500，Stop Frequency设置
13、50000。点击下图中的按钮运行程序。图中的Power Spectrum波形图将显示信号从低到高扫描的频率。图27 程序运行结果16. 修改VI，给VI添加代码，以验证示波器接收到的信号频率是否在扫频频率范围之内，如果在范围内，输出pass，如果超出范围，输出fail。a. 右键单击程序框图，点击 Select a VI（选择vi）图28 添加子VIb. 在Support Files目录下选择子VI：limit test.vi，放置在For循环右侧，并将limit test.vi的输入接线端分别和Start Frequency、Stop Frequency控件相连，同时在limit test.
14、vi的3个输出接线端上右键单击，选择CreatIndicator（创建显示控件），创建max frequency、Boolean、min frequency 3个显示控件，并将Boolean控件重名为Test Passed?，如下图所示。把NI-SCOPE EXPRESS的signal的输出端连接到limit test.vi底部的array输入端。图29 完整程序连线c. 给VI创建一个输出端口，先用鼠标左键单击连线板最右上角的小方框，然后再鼠标左键单击Test Passed?显示控件，将二者关联起来，从而可以通过该接线端将布尔值输出。如下图所示。图30 创建连线板输出端子17. 调整前面板布局并运行程序，结果如下图所示。图31 修改后的程序运行结果18. 选择File Save保存VI。
