采用NI LabVIEW及PXI为海军飞机通信开发数字测试设备

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:
开发小型、多用测试系统模拟军用飞机的舰载通信，分析通信的精确性和完整性。

The Solution:
采用NI LabVIEW图形化编程环境、NI数字波形编辑器软件及PXI硬件设计并开发灵活、全面的测试系统。

"（项目开发）总体上对客户来说是个相当不错的体验。我们通过LabVIEW 及PXI 平台，提供比客户预期更高速的软件，并能与他们的团队密切合作。"

借助NI PXI平台，ALE系统整合开发的系统能够测试海军飞机机载通信设备。

一家本地高科技电子公司获得了为海军侦察机提供通信接口交换机的合同，同时需要设计数字测试设备（DTE）来验证接口的初始功能性，并在现场维护中持续使用20 年。采用美国国家仪器PXI 平台，ALE 系统集成公司提供专业的系统硬件集成及软件开发。

系统需求

接口单元（被测的终端产品）的设计同机载的数字、模拟信号路由相一致，包括内部通信、外部无线电、雷达、及所有数字仪器。接口要能正确处理所有合理信号，同时忽略错误信号及噪声信号。为了验证功能性，DTE 需要输入所有有效或无效信号，测试接口的响应。

除了验证机载功能性，DTE必须具备自测试操作及灵活的一次性开发验证等能力，包括：安全飞行条件试验；额外电磁干扰试验；一系列物理试验，如高加速寿命试验（HALT）、易爆气体环境、盐雾条件、及热循环。DTE 还要能够输入并响应各频段机载信号，包括模拟音频、串口信号（9600 波特率）、高速数字信号（5MHz）、及MIL-STD-1553 信号（一种军标串口数据总线，具有双线冗余平衡物理层、时分复用、半双工命令/ 响应协议）。

采用NI PXI 硬件设计DTE 系统

DET系统由NI PXI-8196 控制器实现，包括以下模块：NI PXI-6513、NI PXI-6542、NI PXI-2569、NI PXI-6511 及NI PXI-4060。

PXI-6542 模块工作时钟频率为20 MHz，在每个时钟周期里以5 MHz 被测设备时钟（DUT）发送4 位数据，从而提高测试精度。NI-HSDIO 软件极大地缩短了开发时间。系统还包括GE Fanuc 嵌入式系统公司的Condor QPC-1553，它包含LabVIEW驱动，可进一步简化软件开发。

我们还采用两个可编程电源、400 Hz 三相AC 电源供电（GPIB）来模拟机载电源，采用DC电源（USB）来模拟内部供电电路。这两个可编程电源通过PXI-8196 控制器的USB 及GPIB 端口与系统连接。

通过LabVIEW 分析数字测试数据

通过LabVIEW 软件开发的图形化用户界面（GUI），技术人员得以提高包括DTE自测试及其它10类测试配置的灵活性。LabVIEW的分析能力包括各类测试及针脚电路缺陷探测，对滤波器设计及交叉访问有很大帮助。

该项目的难点是同时开发测试系统及接口单元。然而，LabVIEW开发系统的两大优势在于建模和调试能力，包括自定义探针及高亮程序运行。为测试系统开发的代码可重用于系统的持续测试。

我们开发的测试系统能够应对持续改变的规范，并在开发过程中为客户提供有价值的技术支持。项目成功的关键是数字波形编辑器的使用。用户可通过该工具创建数字波形文件，然后我们将其反馈到测试系统。用户能够轻松看懂测试结果的数字化数据文件。

项目开发总体上对客户来说是个相当不错的体验。我们通过LabVIEW 及PXI 平台，提供比客户预期更高速的软件，并能与他们的团队密切合作。