采用NI LabVIEW及PXI為海軍飛機通信開發數字測試設備

Author(s):
Lawrence M. David Jr - ALE System Integration
Terry Stratoudakis, P.E. - ALE System Integration

Industry:
ATE/Instrumentation, Government/Defense, Aerospace/Avionics

Products:
LabVIEW, PXI-8196 RT, PXI-4060, PXI-6542, High-Speed Digital I/O, PXI-8196, Digital Waveform Editor, Digital Multimeters, NI-HSDIO

The Challenge:
開發小型、多用測試系統模擬軍用飛機的艦載通信，分析通信的精確性和完整性。

The Solution:
采用NI LabVIEW圖形化編程環境、NI數字波形編輯器軟件及PXI硬件設計并開發靈活、全面的測試系統。

　　"（項目開發）總體上對客戶來說是個相當不錯的體驗。我們通過LabVIEW 及PXI 平臺，提供比客戶預期更高速的軟件，并能與他們的團隊密切合作。"

　　一家本地高科技電子公司獲得了為海軍偵察機提供通信接口交換機的合同，同時需要設計數字測試設備（DTE）來驗證接口的初始功能性，并在現場維護中持續使用20 年。采用美國國家儀器PXI 平臺，ALE 系統集成公司提供專業的系統硬件集成及軟件開發。

系統需求
　　接口單元（被測的終端產品）的設計同機載的數字、模擬信號路由相一致，包括內部通信、外部無線電、雷達、及所有數字儀器。接口要能正確處理所有合理信號，同時忽略錯誤信號及噪聲信號。為了驗證功能性，DTE 需要輸入所有有效或無效信號，測試接口的響應。

　　除了驗證機載功能性，DTE必須具備自測試操作及靈活的一次性開發驗證等能力，包括：安全飛行條件試驗；額外電磁干擾試驗；一系列物理試驗，如高加速壽命試驗（HALT）、易爆氣體環境、鹽霧條件、及熱循環。DTE 還要能夠輸入并響應各頻段機載信號，包括模擬音頻、串口信號（9600 波特率）、高速數字信號（5MHz）、及MIL-STD-1553 信號（一種軍標串口數據總線，具有雙線冗余平衡物理層、時分復用、半雙工命令/ 響應協議）。

采用NI PXI 硬件設計DTE 系統
　　DET系統由NI PXI-8196 控制器實現，包括以下模塊：NI PXI-6513、NI PXI-6542、NI PXI-2569、NI PXI-6511 及NI PXI-4060。

　　PXI-6542 模塊工作時鐘頻率為20 MHz，在每個時鐘周期里以5 MHz 被測設備時鐘（DUT）發送4 位數據，從而提高測試精度。NI-HSDIO 軟件極大地縮短了開發時間。系統還包括GE Fanuc 嵌入式系統公司的Condor QPC-1553，它包含LabVIEW驅動，可進一步簡化軟件開發。

　　我們還采用兩個可編程電源、400 Hz 三相AC 電源供電（GPIB）來模擬機載電源，采用DC電源（USB）來模擬內部供電電路。這兩個可編程電源通過PXI-8196 控制器的USB 及GPIB 端口與系統連接。

通過LabVIEW 分析數字測試數據
　　通過LabVIEW 軟件開發的圖形化用戶界面（GUI），技術人員得以提高包括DTE自測試及其它10類測試配置的靈活性。LabVIEW的分析能力包括各類測試及針腳電路缺陷探測，對濾波器設計及交叉訪問有很大幫助。

　　該項目的難點是同時開發測試系統及接口單元。然而，LabVIEW開發系統的兩大優勢在于建模和調試能力，包括自定義探針及高亮程序運行。為測試系統開發的代碼可重用于系統的持續測試。

　　我們開發的測試系統能夠應對持續改變的規范，并在開發過程中為客戶提供有價值的技術支持。項目成功的關鍵是數字波形編輯器的使用。用戶可通過該工具創建數字波形文件，然后我們將其反饋到測試系統。用戶能夠輕松看懂測試結果的數字化數據文件。

　　項目開發總體上對客戶來說是個相當不錯的體驗。我們通過LabVIEW 及PXI 平臺，提供比客戶預期更高速的軟件，并能與他們的團隊密切合作。

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