利用LabVIEW开发功能性电路测试

在出厂前，分批生产的 PCB 都必须通过内电路测试 (ICT) 及功能性电路测试 (Functional Circuit Test，FCT)。ICT 通常为*个测试阶段，在这个阶段，会测试每个电子组件，并在在线检查每个电路的短路和开放故障。大部分的 PCB 会使用韧体控制整合的电路板。

通过 ICT 阶段，我们就能判断有问题的 PCB 电子组件与零件质量，但尚未能决定整个电路功能正常与否。测试工程师必须建置模拟电路环境，使 FCT 在整合电路板上的测试点运作，FCT 会仿真成品的功能并测试功能是否完整。

大部分案例中，生产在线的 FCT 系统仅测试一种 PCB，因此，通常开发这些系统时，会透过设计控制板，并使用测试夹具连结所有的 I/O 端口。接着，测试工程师建置控制板的韧体，安装模拟成品的运作环境，以测试电压与电流和对应的控制顺序，完成测试且产品出厂后，通常会搁置此 FCT。在不同的 PCB，开发 FCT 系统会需要额外的开发资源来制板、撰写程序与配线。所以，经常会把更复杂的功能加在 PCB 上，而使得执行一些功能测试的难度增加。

Honeywell 公司不但要避免开发过程造成经常性的重复工作，同时也要确认成本减少且更具灵活度的解决方案；此方案能介绍多功能 PCB 产品的 FCT 与日益复杂的 PCB 功能。

Honeywell 公司使用 PXI 硬件平台搭配 LabVIEW 软件，能专注在开发完整的综合性自动化功能测试组合，以测试声音、影像和电压、电流及数字等各种讯号。

功能需求

Honeywell 公司把下列的测试功能做优先级处理：

§  多重高速双向 I/O 负责监控夹具状态并执行如 I²C 的通讯协议，以建置 PCB 上大部分芯片的过程控制

§  多重模拟输入输出信道能产生波形讯号作为 PCB 的仿真输入

§  开关控制的多信道可程序化切换矩阵

§  执行串行通讯的 RS232、RS485 串行端口适配卡

§  量测电压与电流的可程序化万用表

§  量测频率与取得波形的示波器

§  视讯的产生、取得及分析

§  音讯的取得及分析

§  可程序化电力模块

§  统一程序化环境

使用传统仪器来达到此功能层级，可能需要超高的成本；透过 PXI 与 LabVIEW 建置 NI 解决方案，不但协助我们达到目标而且还减少一半的成本。

系统架构

在过去的经验中，简易的 FCT 系统需要测试夹具。各种控制电路从有线到拨号，有不同功能的需求设计；另外，还需程序化单芯片微电脑的韧体，并把测试结果显示于 LCD。对于更复杂的系统来说，公司会开发 PC 软件以控制单芯片微电脑与 PC 之间的序列通讯。使用 PXI，Honeywell 公司的解决方案使得测试工程师腾出避免花在制板、撰写程序与配线重复工作的时间

PXI 与 LabVIEW 解决方案的优点包括下列几项：

 统一硬件资源分配：使用 18 槽式 NI PXI-1045 3U 机箱，根据各种适配卡的插槽数，我们易于配置硬件资源。使用 SCSI 接口的有线网络，传送有线讯号至称为「接收端适配卡」装置的侧面。

 统一测试夹具接口：固定尺寸的 neilsbed 基座装置在「接口接收器」的上面，TP 有线讯号透过基架接口传送至 PXI 撷取模块。

 可程序化电力控制：藉由 BPIB 控制可程序化的电力模块，在工作范围之内能产生稳定的电压及电流给各种类的 PCB

 统一控制软件接口：LabVIEW 提供统一的用户接口与每个 PXI 模块的模块化程序，产生缩短程序撰写时间。

 机柜适当配置：在系统中，PXI 容纳所有仪器简易扎实的配置；可配置 2 × 1.2 × 1.4 公尺的 5 层机柜 (如下图 1)

图 1. 机柜

 低成本音讯测试

电子安全产品中，音频测试为必要的基本测试，许多产品中的音频质量必须符合严格的标准。NI PXI-4461 数据撷取模块能*取代更贵的音讯分析器。PXI-4461 与 NI 软件结合，能撷取并分析音频讯号及仿真正弦讯号作为 PCB 的输入来源，测量音频输出讯号的频率和振幅。

图 2. 视讯侦测原理图

图 3. PXI 测试平台

系统软件设计

FCT 系统的效能唯有在硬件与易于使用的软件结合下*发挥，LabVIEW 与 PXI 的*整合为显而易见的选择。

另外，在 LabVIEW 环境中，可用如 GPIB、I²C、Modbus 和TCT/IP不同的协议做程序撰写，而且，透过可视化仪器软件架构 (VISA) 数据库，我们能快速无失误的建置数据处理与互动显示。

我们切割软件的前端显示面板为 5 等分，包含静态参数显示窗口、音频测试窗口、视讯测试窗口、通过测试百分比显示窗口与信息窗口。

图 4. 软件控制接口

图 5. 主要接口

图 6. 主程序的方块图

结论

透过多样 PXI 产品与 LabVIEW 软件执行 FCT 系统，Honeywell 达成所有测试功能需求，并实现准确快速的硬件控制与高速撷取，即使 FCT 系统的架构复杂且有许多输入及输出，借着 PXI 系统优势，仍为功能强大又易修改的系统。我们不需经常替换测试硬设备，就能在 PCB 上执行多种的 FCT 测试，当准备好要测试新产品时，我们仅需要更换测试夹具，根据 PXI 系统的硬件资源，连接好测试夹具夹，并修改相对应的测试软件。LabVIEW 图形化接口与它的易用性，仅让测试员启动测试夹具、依据主计算机的图形化小提示操作，并在测试完成之后移除夹具。

透过 PXI 与 LabVIEW 开发新一代 FCT 系统，我们不但大量减少重复的开发工作，而且更容易共享资源。我们成功地在生产在线建置此解决方案，并产生稳定的 PCB 测试结果。当发表新产品时，研发工程师仅需增加新的测试夹具、配置好探测器、连接讯号并修改软件。NI 解决方案能大量减少 Honeywell 公司测试工程师的工作量，并在不牺牲测试质量或功能的状况下，减低成本。

    我们开业语言以LabVIEW为主，在硬件选型方面也积累了丰富的经验，同时我们也具备独立的硬件开发及机械设计与加工能力，可以制作、加工非标设备，满足个性化的需求。"术业有专攻"，每个人都有自己zui擅长的领域。把这些工作交给我们，使您有精力做科研，这应该是一个双赢的局面。

服务领域涵盖：

   LabVIEW 编程 开发

     LabVIEW作为图形化编程语言，近几年发展迅速，它具备开发快、可靠性高等特点，非常适合测控领域的应用。在该领域我们已经有十年的开发经验，合作用户涉及科研、国防、外企、大中小型各类企业。服务领域遍布自动测控系统众多领域，包括航空航天、汽车产品测试、工业自动化、故障诊断、图像处理等。

   非标设备研制

    在系统开发过程中，购买不到的配件、电路板等产品，我们也可以进行研制开发，为您提供一站式的服务。

   系统集成

为自动化测试提供完整的解决方案。我们从设备选择、采购、安装、调试、控制、到配套产品的研制，涵盖您科研生产的全过程。让您全身心的投入到核心工作中来，减轻您的工作压力，提升工作效率。

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    如果您那有具有市场潜力的好产品、好创意，我们也愿意与您一起合作开发。在这方面我们也具备了一定的基础，例如工业*/呼吸模拟器/人工肺，劳保测试产品"防尘测试仪"已经成功推向了市场。成熟的技术+有潜力的市场，一直是我们追求的目标。如果您有好的创意，或者现有的产品需要升级推广，也欢迎与我们。

      王

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