一种基于虚拟仪器的功放测试系统的设计
[摘要]为了能够对功放单元的故障进行高效准确地定位和诊断，基于运用智能仪器和虚拟仪器技术设计了一种功放测试诊断系统。
[关键词]功放 故障诊断 量程切换 霍尔电流传感器
中图分类号：TN7 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0610020－01
一、系统结构
本功放测试诊断系统以某设备功放为研究样本。该系统测试原理简图如图 1 所示。由系统主机、功放电源、模拟负载和报表输出部分组成。系统主机，是测试系统的核心，负责根据测试过程需要向被测功放提供各种激励信号，包括给功放输入端的提供激励信号和给功放内部各测试点提供激励信号，同时测试功放的激励输出响应，而后根据测试的响应信号进行分析，得到测试分析报告，若诊断功放出现故障，系统则提供相应的维修方案，并打印测试报告等。负载能力也是功放的重要指标，所以本系统根据功放的应用制作了模拟负载，模拟负载的测试点输出，也是系统需要采集的响应之一。功放电源，也是根据样本系列功放的特性和需求制作，能够提供功放所需电压和动态功率需求。
二、系统功能与指标描述
根据样本功放的特点和系统诊断的需要，赋予系统有如下测量功能： ①脉冲波形的捕捉、采样和存储；②波形的观察和波形参数测量；③单频脉冲频率的精确测量；④调频脉冲频率分析；⑤脉冲宽度的精确测量；⑥脉冲幅值测量；⑦脉冲电流测量；⑧响应信号的相位测量。
系统完成的分析功能为：①波形参数分析；②功放故障诊断；③功放故障维护方案提供。根据开发单位的要求，系统主要指标为：电压通道输入阻抗>1MΩ；电流通道输入阻抗<0.2Ω；脉冲频率测量范围为1～20kHz；脉冲电压测量范围5～1kV；脉冲电流测量范围1～50A；采样频率范围32～1024kHz可编程；幅度分辨率12bit；单频脉冲频率测量精度0.5%；脉冲宽度测量精度为1%±1ms；脉冲电压、电流测量精度±0.5dB；脉冲相位测量精度±1°；脉冲功率测量精度±ldB。
三、系统设计与实现
（一）系统组成框图
功放测试诊断系统主要由信号量程切换系统、信号采集与控制系统、测试矢量发生系统及工控机分析控制系统组成。系统结构如图 1 所示。由于各个电压输入通道处理电路完全相同，因此为了简单起见，此系统图只是画出一路电压输入通道。
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