一种基于PXI总线的频率特性测试装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于PXI总线的频率特性测试装置和方法，涉及电学领域，用于解决现有的频率特性测试装置结构复杂、价格昂贵、体积大不易携带等问题。该装置包括：PXI总线、信号生成模块、信号输入输出模块、数据处理模块；信号生成模块在计算机上生成测试用的多通道数字正弦信号并将其通过PXI总线发送给信号输入输出模块输出给测试对象，信号输入输出模块采集各通道对应的测试对象的频率响应信号并通过PXI总线反馈给计算机端的数据处理模块，数据处理模块计算得到频率响应信号的相频特性曲线和幅频特性曲线。本发明专利技术提供的测试装置具有结构简单、价格便宜、体积小易携带的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电学领域，尤其涉及一种基于PXI总线的频率特性测试装置和方法。
技术介绍
频率特性测试设备是用来分析系统稳定性和其它运动特性的一种测试工具，其测试原理为在所考察的频率范围内选择若干个频率值的正弦信号作为激励信号，并分别测量各个激励信号下的激励响应，然后通过一定的算法求出响应信号的频率特性。频响测试仪一般由信号生成模块、信号采集模块、幅值相位检测装置和显示模块四部分组成。常规的频响测试仪中信号生成模块，幅值相位检测装置，显示模块等均采用硬件来实现，其结构复杂，价格昂贵，另外还需配有专门的人机交互模块及电源模块，所以设备体积较大，携带不便。由于受硬件条件的限制，人机交互简单，设置不灵活，而且不能显示幅频特性曲线，不能得到相频特性曲线，更不能打印被测网络的频响曲线。因此，急需一种结构简单、价格便宜、体积小易携带，且能显示幅频特性曲线和相频特性曲线的频率特性测试装置来解决现有技术所存在的上述问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于PXI总线的频率特性测试装置和方法，用于解决现有的频率特性测试装置结构复杂、价格昂贵、体积大不易携带、不能显示幅频特性曲线和得到相频特性曲线的问题。本专利技术提供了一种基于PXI总线的频率特性测试装置，包括：PXI总线、信号生成模块、信号输入输出模块、数据处理模块；所述信号生成模块和所述数据处理模块通过所述PXI总线与所述信号输入输出模块相连；>所述信号生成模块用于向用户提供人机输入界面，并根据用户输入的各通道的信号频率列表，生成相应的数字正弦信号，并通过所述PXI总线将各通道的数字正弦信号发送给所述信号输入输出模块；所述信号输入输出模块将来自所述PXI总线的各通道的数字正弦信号转换为模拟正弦信号发送给各通道对应的测试对象；同时采集各通道对应的测试对象的频率响应信号，并将采集的各通道对应的测试对象的频率响应信号进行A/D转换后通过所述PXI总线发送给所述数据处理模块；所述数据处理模块根据来自所述PXI总线的各通道对应的测试对象的频率响应信号，计算各通道对应的测试对象的频率响应信号的幅值和相位值，并将其生成各通道对应的测试对象的频率响应信号的相频特性曲线和幅频特性曲线。优选地，所述数据处理模块还将各通道对应的测试对象的频率响应信号的幅值和相位值进行存储、图形显示和/或报表打印。优选地，所述信号生成模块包括：通道信号配置模块和计算机生成信号模块；所述计算机生成信号模块一端与所述通道信号配置模块连接，另一端与所述PXI总线连接；所述通道信号配置模块向用户提供输入各通道信号频率列表的人机输入界面；所述计算机生成信号模块根据用户输入的各通道的信号频率列表，生成相应的数字正弦信号，并通过所述PXI总线将各通道的数字正弦信号发送给所述信号输入输出模块。优选地，所述信号输入输出模块包括：PXI触发总线、PXI桥接芯片、FPGA模块、存储模块、信号处理输入输出模块；所述PXI桥接芯片用于连接所述FPGA模块与所述PXI总线以实现所述PXI总线到FPGA模块的数据传输；所述FPGA模块还分别与所述PXI触发总线、存储模块、信号处理输入输出模块连接，所述FPGA模块将所述信号生成模块通过所述PXI总线发来的各通道的数字正弦信号发送至所述存储模块中存储；并根据所述PXI触发总线发来的触发信号启动信号输出，将所述存储模块中存储的相应通道的数字正弦信号提取并发送给所述信号处理输入输出模块；所述FPGA模块还将所述信号处理输入输出模块发来的各通道对应的测试对象的频率响应信号通过所述PXI总线发送给所述数据处理模块；所述信号处理输入输出模块还与所述PXI触发总线连接，根据所述PXI触发总线发来的触发信号将所述FPGA模块发来的、当前被触发的通道的数字正弦信号分别转换为模拟正弦信号后从相应通道输出给对应的测试对象；同时采集各通道对应的测试对象的频率响应信号，并将采集的各通道对应的测试对象的频率响应信号进行A/D转换后发送给所述FPGA模块。优选地，所述信号处理输入输出模块包括信号处理输出模块和信号输入处理模块；所述信号处理输出模块包括沿信号输出方向依次顺序连接的十路D/A转换器、滤波器、放大器和输出信号隔离单元；所述十路D/A转换器还与所述FPGA模块、所述PXI触发总线连接；所述信号输入处理模块包括沿信号输入方向依次顺序连接的输入信号隔离单元和十路A/D转换器；所述十路A/D转换器还与所述FPGA模块连接。优选地，所述数据处理模块包括：幅值相位计算模块、结果显示及数据存储模块；所述幅值相位计算模块一端与所述PXI总线连接，另一端与所述结果显示及数据存储模块连接；所述幅值相位计算模块，用于接收、存储来自所述PXI总线的各通道的测试对象的频率响应信号；待测试结束时，计算各通道对应的测试对象的频率响应信号的幅值和相位值，并将该值发送给所述结果显示及数据存储模块；所述结果显示及数据存储模块，接收来自所述幅值相位计算模块发来的各通道对应的测试对象的频率响应信号的幅值和相位值，生成对应的相频特性曲线和幅频特性曲线，并将各通道对应的测试对象的频率响应信号的幅值和相位值进行存储、图形显示和/或报表打印。本专利技术还提供一种基于PXI总线的频率特性测试装置的测试方法，包括步骤：信号生成模块根据用户输入的各通道的信号频率列表，生成相应的数字正弦信号，并通过PXI总线将各通道的数字正弦信号发送给信号输入输出模块；信号输入输出模块将来自所述PXI总线各通道的数字正弦信号转换为模拟正弦信号发送给对应的测试对象，采集各通道对应的测试对象的测试对象的频率响应信号并进行A/D转换后通过所述PXI总线发送给数据处理模块；数据处理模块根据来自所述PXI总线的各通道对应的测试对象的频率响应信号，计算各通道对应的测试对象的频率响应信号的幅值和相位值，并将其生成各通道对应的测试对象的频率响应信号对应的相频特性曲线和幅频特性曲线。优选地，所述基于PXI总线的频率特性测试装置的测试方法中，信号生成模块生成任一通道的数字正弦信号的方法为：根据用户输入的该通道的数字正弦信号的幅值、采样数、初始相位、频率和总采样数生成如下数字正弦信号y[i]：y[i]＝amp′sin(phase[i]),i＝1,2,...,n-1其中，amp为幅值，n为采样数，phase[i]为第i个采样信号的相位，其计算方法如下：pha本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于PXI总线的频率特性测试装置，其特征在于，包括：PXI总线、信号生成模块、信号输入输出模块、数据处理模块；所述信号生成模块和所述数据处理模块通过所述PXI总线与所述信号输入输出模块相连；所述信号生成模块用于向用户提供人机输入界面，并根据用户输入的各通道的信号频率列表，生成相应的数字正弦信号，并通过所述PXI总线将各通道的数字正弦信号发送给所述信号输入输出模块；所述信号输入输出模块将来自所述PXI总线的各通道的数字正弦信号转换为模拟正弦信号发送给各通道对应的测试对象；同时采集各通道对应的测试对象的频率响应信号，并将采集的各通道对应的测试对象的频率响应信号进行A/D转换后通过所述PXI总线发送给所述数据处理模块；所述数据处理模块根据来自所述PXI总线的各通道对应的测试对象的频率响应信号，计算各通道对应的测试对象的频率响应信号的幅值和相位值，并将其生成各通道对应的测试对象的频率响应信号的相频特性曲线和幅频特性曲线。

【技术特征摘要】
1.一种基于PXI总线的频率特性测试装置，其特征在于，包括：PXI总
线、信号生成模块、信号输入输出模块、数据处理模块；所述信号生成模块和
所述数据处理模块通过所述PXI总线与所述信号输入输出模块相连；
所述信号生成模块用于向用户提供人机输入界面，并根据用户输入的各通
道的信号频率列表，生成相应的数字正弦信号，并通过所述PXI总线将各通
道的数字正弦信号发送给所述信号输入输出模块；
所述信号输入输出模块将来自所述PXI总线的各通道的数字正弦信号转
换为模拟正弦信号发送给各通道对应的测试对象；同时采集各通道对应的测试
对象的频率响应信号，并将采集的各通道对应的测试对象的频率响应信号进行
A/D转换后通过所述PXI总线发送给所述数据处理模块；
所述数据处理模块根据来自所述PXI总线的各通道对应的测试对象的频
率响应信号，计算各通道对应的测试对象的频率响应信号的幅值和相位值，并
将其生成各通道对应的测试对象的频率响应信号的相频特性曲线和幅频特性
曲线。
2.如权利要求1所述的基于PXI总线的频率特性测试装置，其特征在于，
所述数据处理模块还将各通道对应的测试对象的频率响应信号的幅值和相位
值进行存储、图形显示和/或报表打印。
3.如权利要求1或2所述的基于PXI总线的频率特性测试装置，其特征
在于，所述信号生成模块包括：通道信号配置模块和计算机生成信号模块；所
述计算机生成信号模块一端与所述通道信号配置模块连接，另一端与所述PXI
总线连接；
所述通道信号配置模块向用户提供输入各通道信号频率列表的人机输入
界面；
所述计算机生成信号模块根据用户输入的各通道的信号频率列表，生成相
应的数字正弦信号，并通过所述PXI总线将各通道的数字正弦信号发送给所
述信号输入输出模块。
4.如权利要求1或2所述的基于PXI总线的频率特性测试装置，其特征
在于，所述信号输入输出模块包括：PXI触发总线、PXI桥接芯片、FPGA模
块、存储模块、信号处理输入输出模块；
所述PXI桥接芯片用于连接所述FPGA模块与所述PXI总线以实现所述
PXI总线到FPGA模块的数据传输；
所述FPGA模块还分别与所述PXI触发总线、存储模块、信号处理输入
输出模块连接，所述FPGA模块将所述信号生成模块通过所述PXI总线发来
的各通道的数字正弦信号发送至所述存储模块中存储；并根据所述PXI触发
总线发来的触发信号启动信号输出，将所述存储模块中存储的相应通道的数字
正弦信号提取并发送给所述信号处理输入输出模块；所述FPGA模块还将所述
信号处理输入输出模块发来的各通道对应的测试对象的频率响应信号通过所
述PXI总线发送给所述数据处理模块；
所述信号处理输入输出模块还与所述PXI触发总线连接，根据所述PXI
触发总线发来的触发信号将所述FPGA模块发来的、当前被触发的通道的数字
正弦信号分别转换为模拟正弦信号后从相应通道输出给对应的测试对象；同时
采集各通道对应的测试对象的频率响应信号，并将采集的各通道对应的测试对
象的频率响应信号进行A/D转换后发送给所述FPGA模块。
5.如权利要求4所述的基于PXI总线的频率特性测试装置，其特征在于，
所述信号处理输入输出模块包括信号处理输出模块和信号输入处理模块；
所述信号处理输出模块包括沿信号输出方向依次顺序连接的十路D/A转
换器、滤波器、放大器和输出信号隔离单元；所述十路D/A转换器还与所述

【专利技术属性】
技术研发人员：汪远银，赵增武，梁雨辰，
申请(专利权)人：北京天高智机技术开发公司，
类型：发明
国别省市：北京;11