对PWM电路关键点波形进行自动测量并输出的判断

2019-11-09来源: 21ic关键字:PWM  波形  自动测量

自动测试系统(ATS)是指能自动完成测量、数据处理、显示(输出)测试结果的一类系统的总称。在不同的技术领域里,测试内容、要求、条件和自动测试系统各不相同,但都是利用计算机代替人的测试活动。一般自动测试系统包括控制器、激励源、测量仪表、开关系统、人机接口和被测单元一机器接口等部分。本自动测试系统的测试对象是PWM电路板,如图1所示。PWM(脉宽调制)是利用改变占空比而使输出电压得到改变的电路。PWM技术广泛甩于直流电机调速等场合。


其工作原理是:如图2所示,F点产生一个三角波,通过调节RP3可以调节三角波的幅度,调节RP2可以调节三角波的频率。U1D为电压比较器,F点波形和B点波形通过比较最终得出C点波形。由于C点的PWM波形是F点和B点的电压进行比较出来的,所以通过调节RP1可以调节B点的电压值,就可以调节C点波形的占空比,确保C点波形的占空比超过50%。C点波形经过OTL电路驱动后得到最终的测试D点波形。在D点得到放大后的方波信号后,经CMOS管作为驱动输出信号,可以驱动电动机或信号灯。


1 测试任务

本设计的测试任务是:以PWM电路板为测试对象,用带USB接口的数字示波器Tek TBS1012B-SC和矩阵开关、数字I/O卡组建测试平台,在LabVIEW开发平台上,设计一个测量PWM电路板关键点波形的自动测试系统。


使其具备如下功能:

(1)可以观测调整三角波输出频率和波形,并能以人机交互的方式调整,fo=1kHz±5%;Up=3V±10%。

(2)可以观测比较器输出C点的波形。并能以人机交互的方式调整C点的占空比到50%。

(3)可以观察D点调制波形。

(4)可以在测试系统的界面上集中显示F、C、D点的测量波形与频率、幅度。

2 硬件平台

本系统利用LabVIEW作为开发平台编写测试程序。对PWM电路关键点进行测试,从而判断电路组件是否达到预定功能。系统硬件平台主要由Tek TDS1012B-SC、稳压电源、矩阵开关、矩阵开关驱动部件-NI6509数字I/O卡等几部分组成。硬件平台如图3所示。

2.1 示波器

由于系统是用来测量PWM电路中关键点F、C、D的波形,在系统开始进行测试之前,需要对电路进行调节,调试要求为:调整三角波频率和幅度,使fo=1kHz±5%;Up=3V±10%,则调试过程需要通过观察示波器来进行。而且一般的示波器测完一个测试点的波形就要手动切换测试点,如果是Tek数字示波器的话就可以连续地测试波形,其功能是测量波形,并将波形及数据自动传送到计算机。


2.2 矩阵开关

要测量PWM电路中关键点F、C、D的波形,而示波器只有一台,需要使用一台示波器来测三个测试点的波形,所以需要有多点开关来进行切换,我们使用矩阵开关来进行各点间的转换。


本测试系统使用的是4×24的矩阵开关,用于将不同的测试点(如F、C、D)分配到示波器的输入端,以实现示波器分时测量多点波形。矩阵开关原理电路图如图4所示。


一般将测量仪器接在H0、H1、H2、H3,V0、V1、V2、…、V23接测试点。只要将行与列交叉的开关接通,就可以将连接在行的仪器与列的测试点接通。例如将示波器接在H0,只要K0接通,则示波器测量V0点的波形,如果k1接通,则示波器测量V1测试点的波形。对于此系统而言,H0接于示波器,V0接于电路F点,V1接于电路C点,V2接于电路D点,通过矩阵开关的驱动电路来控制K0、K1、K2的动作,即在驱动程序的控制下,K0闭合测量F点波形,K1闭合测量C点波形,K2闭合测量D点波形。


2. 3 矩阵开关驱动部件-NI6509数字I/O卡

面向PCI的NI PCI-6509工业96通道数字I/O板卡,具有96条双向数字I/O线,能够高电流驱动(24mA)并无需使用跳线。使用PCI-6509,可在5VDC数字电平下输入和输出,并可在每通道高达24mA的电流下直接驱动固态继电器(SSR)等外接数字设备。每个端口(8条线)能进行输入或输出配置,且输出时无需外接电源。开启可编程上电状态,能在软件中配置初始输出状态,确保与工业激励器(泵、闸、发动机、继电器)接通时操作的安全和无故障。


如需要板载上拉电阻器的应用,可考虑使用NIPCI-DIO-96并行数字I/O板卡。

在计算机或应用程序出现故障时,PCI-6509采用数字I/O看门狗,切换至可配置的安全输出状态,从而保证一旦其与工业激励器接通,便能对故障状况有所检测并进行安全恢复。借助变化检测,当数字状态发生改变时(无需轮询),该数字I/O板卡可通知并触发您的软件。可编程输入滤波器可通过可选软件数字滤波器,用于消除故障/尖脉冲并为数字开关/继电器去除抖动。


本系统选用的4行24列的阵列开关,需要有96个I/O口来驱动,而6509数字I/O卡又恰好有12个8位数字口,完全能够满足需要。所以选用6509数字I/O卡来进行操作。


小结

本自动测试系统利用LabVIEW控制接口仪器,对PWM电路关键点波形进行自动测量并保存输出,从而判断电路组件是否达到预定功能。一方面代替了人工操作仪器,使之加智能化;另一方面还把仪器的测量结果返回到电脑上,对测量结果进行智能判断,对测量数据集中显示和判断,从而实现自动测试。本文对PWM电路组件功能测试系统的硬件等主要环节进行了详尽的叙述。


关键字:PWM  波形  自动测量 编辑:什么鱼 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/ic479492.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:LabVIEW应用于车辆通过噪声测试的声学波束成形
下一篇:基于GPRS的ZigBee协调器网关设计通信

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

avr单片机PWM控制直流电机转速和正反转
用uln2003控制,下面是仿真原理图:源程序:/*****************************************************This program was produced by theCodeWizardAVR V2.03.4 StandardAutomatic Program Generator?Copyright 1998-2008 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.http://www.hpinfotech.comProject : Version : Date    : 7/26/2009Author  :&n
发表于 2019-11-13
avr单片机PWM控制直流电机转速和正反转
STC12C5A60S2利用PCA时钟溢出做的PWM信号
1.程序里面想详细的算法 思路, 2.在晶振和CPU满足计算的情况下,理论是你要多少你就通过编码器调节多少3.本程序任意频率调试是通过编码器来切换的,4.关于精度问题 在100hz内非常准,在最大255HZ的时候相差20hz左右,  问题可能出现在 定时器计数这个位置, 我全部取整数了 所以误差比较大如果计数的出来本来机是整数的,那频率相对准确的, 在100hz的时候就是标准的100hz 单片机源程序如下:/*------------------------------------------------------------------*//* --- 功能  pwm
发表于 2019-11-12
STC12C5A60S2利用PCA时钟溢出做的PWM信号
一个定时器生成多路PWM波形的原理和方法
在很多工程应用中,需要使用到PWM波(脉宽调制),例如电机调速、温度控制调整功率等。本文讲述怎么利用单片机的一个定时器生成多路PWM波形。一般的,PWM的周期t1是一个固定值,如1ms,10ms,100ms等,在一个周期中包含了高电平t2和低电平t3,它们的关系是t2+t3=t1。改变一个周期中高电平的时间,就能达到速度或者功率调整的目的。PWM适用于高速开关器件的控制,不适合于继电器等低速开关元件的控制,因为继电器等低速元件达不到如此快的开关速度。PWM控制的关键是控制改变PWM的高电平时间t2,这个时间在其他子程序中由控制算法中进行修改,如PID控制算法。 图 1在微处理器,如单片机中,实现一个定时器生成多路PWM
发表于 2019-11-12
一个定时器生成多路PWM波形的原理和方法
PWM控制MOSFET搭建的H桥电路驱动直流电机仿真与单片机源码
PIC单片机 proteus H桥驱动直流电机PWM控制MOSFET搭建的H桥电路驱动直流电机运行仿真原理图如下(proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载) 1.正转-> 2.停止-> 3.反转-> 4.停止调整到高速时会观察到电机好象在逆向及慢速转动的效果,这是正常的.实际正反转速显示在电机下方(高电平有效状态)全桥正向时P1A有效,P1D调制全桥反向时P1C有效,P1B调制单片机源程序如下://-----------------------------------------------------------------//  名称: 用PIC16F690设计的PWM控制器控制H桥
发表于 2019-11-11
PWM控制MOSFET搭建的H桥电路驱动直流电机仿真与单片机源码
基于单片机PWM的直流电机调速系统+H桥驱动电路驱动原理图
本设计以单片机AT89C51为核心,通过软件编程利用其定时器产生PWM信号从而实现对直流电机转速控制。硬件设计主要包括按键电路模块、电机驱动模块、测速模块和转速显示模块。其中采用独立式键盘通过按键将命令输入到单片机,改变PWM信号占空比,再将单片机输出的信号通过光电耦合器和由IGBT组成的H型桥式功率放大驱动电路,根据不同占空比的PWM信号达到电机启停、正反转和加减速控制。测速模块采用非接触式的霍尔传感器对直流电机的转速进行测量,将测得的转速传送到单片,再通过LCD显示出来。本论文主要介绍了直流电机调速系统的原理和方案设计,单片机如何产生PWM信号,H桥驱动电路设计,硬件电路图的设计与连接,实现功能的流程图和程序,系统的仿真和调试
发表于 2019-11-09
基于单片机PWM的直流电机调速系统+H桥驱动电路驱动原理图
技术文章—最大化内存使用率且保证波形细节
。 以指定的采样率触发采集并填充每一帧,只捕获感兴趣的波形部分。这些帧可以按照它们被捕获的顺序单独查看,或者叠加以显示它们的相似性和差异性,从而使您能够轻松地审视波形,以便您可以将注意力集中在感兴趣的信号上。  图 1. 利用 5 系列 MSO分段存储分割内存,实现以高采样率捕获多个脉冲。 图 1 演示了这种方法,捕获了 100,000 帧。 使用 5 系列 MSO(使用4系列、6系列MSO是相同的)中的 FastFrame分段存储器,以 3.125 GS/s 的采样率捕获脉冲。FastFrame采集模式的触发速率可以达到每秒500万帧 ( 采集 / 秒 ),这比示波器其他的触发速率都要
发表于 2019-11-14
技术文章—最大化内存使用率且保证波形细节
小广播
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2019 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved