基于“互聯網+PXI總線”的音頻自動檢測系統設計

王繼迎　高坡　李勇

[摘 要]音頻自動測試系統常用于無線電計量領域音頻性能檢測中，屬于一種便攜式綜合測試設備。測試系統具有較高的集成性功能，對于提升檢驗的工作效率具有十分明顯的幫助。本文從測試儀檢測系統的基本情況入手，通過對于這種測試系統的使用特點以及功能展開論述，依據有關的數據及技術，進行標準器和計算機的有效配置，并通過PXI接口實現對于系統的整體連接，利用VC軟件和數據庫，虛擬儀器軟件結構特性，運用計算機控制技術，展開音頻性能自動檢測工作。

[關鍵詞]無線電計量；音頻性能；自動檢測系統

中圖分類號：TS516 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）32-0394-01

一、構成自動檢測系統中的硬件情況分析

音頻性能自動測試系統的構成主要應該包括對音頻實現分析的模塊、信號產生模塊、解調分析模塊、總線控制模塊、電源控制模塊以及互聯網接口模塊等。因此，音頻性能自動測試系統除了具備自動檢測的功能，同時也具備音頻分析儀、音頻的信號發生儀器以及AM/FM信號發生儀器的相關功能。在檢測流程中需要進行監測的有效參數和該測試儀的功能息息相關，具體包含如下幾個方面：相關信號發生器的電壓和頻率、交流電壓、失真度、AM/FM信號的發生器的絕對電平、相對電平以及解調失真、諧波等。依據《信號發生器》JJG173-2003中的檢定規則和程序以及《音頻分析儀校準規范》JJF1395-2013中提出的自動檢測的相關方法，所使用的系統標準器技術指標要3倍以上高于普通測試儀表。硬件具體包括電子計算機、多元化音頻功能校準器、測量接收儀器、失真度測量儀檢定裝置、鉚原子的標準頻率、打印機以及多用數字表等等。在設計中需要用到的標準器數量十分多，所需要運用的接口總線樣式也比較多，具有PXI總線、LXI總線、USB總線以及GPIB總線等等，無論是在互操作性還是兼容性、易用性方面都降低自動檢測的難度。通過軟件無線電控制函數數據庫進行I/O接口層的開發系統建立，滿足電子儀器共同使用的接口，增強系統對于硬件多種接口的兼容性，讓接口儀器可以直接跟計算機和互聯網實現互通信息，使得測試系統具有更加開放的硬件平臺，實現較高的通用性設計目標。

在整體的檢測系統之中，計算機具有核心作用，能夠對整個系統實現控制，通過對各個總線和各個儀器之間的連接情況進行分析，使得各個儀器可以實現互相之間的信息通訊，對于各個儀器在操作中執行的各種任務進行控制，及時進行數據的交換。通過檢測獲取的數據經由計算機實現對于檢測數據的存儲和分析，最終生成記錄，通過輸出端口進行對所得記錄的打印處理或者通過互聯網實現數據遠傳。PXI接口總線在過程中實現各個標準器以及被檢測的儀器和計算機之間的通信控制及具體指令以及消息、數據之間的通信。測量接收機的主要功能是對電平的檢測和輸出、進行幅度的調整等等。鉚原子頻率設定的標準應用在檢測頻率這一環節上。數字多用表實現對于輸出電壓的檢測。多功能校準器實現對于頻響和交流電壓的檢測。失真度測量儀用于失真度的測量。

二、構成自動檢測系統中的軟件設計情況分析

Windows 10運行環境下，運用VC語言進行軟件的開發和設計，實現系統在類級、源碼級以及控件級各種不同級別上的反復運用，有效提升對于相關程序開發的效率。VC在應用于儀器程控這一方向的領域以及調用程序和擴展程序這些方面都具備較強的執行能力，通過對于數據庫的結合，開發通用的電子儀器接口當作軟件的接口層，從而實現對于PC的控制以及與所用儀器之間的信息互通，最終實現自動檢測功能。PXI總線技術和軟件無線電技術融合應用有著很多特點，具體如下：

其一，軟件無線電技術中I/O的控制功能對于各種類型的儀器均適用，比如PXI、VXI，RS233，USB，LXI，GPIB儀器等等，其中也包括消息的基器件、存儲器器件以及寄存器的器件等等相關的儀器操作。

其二，通過對軟件無線電技術編寫模塊的驅動程序可以使用在嵌入式的計算機中，也可以通過PXI、MXI，1394以及GPIB-VXI等等相關接口進行遠程系統的控制，當進行更換硬件時候，并不需要對模塊的驅動程序進行任何改動。

其三，軟件無線電技術中I/O的控制功能可以被應用在單處理器的結構系統中，同時也可以被應用在多處理器的結構以及網格式分布的結構系統中。

系統的軟件功能主要分成五個模塊，分別是錄入信息模塊、控制功能模塊、管理數據庫模塊、數據輸出模塊模塊。在這些模塊之中，錄入信息的模塊作為系統中處在最頂層的模塊，面向的對象是用戶，主要的功能是對于被檢測的儀器有效的信息進行錄入管理，例如，檢測單位的信息、檢測儀器的型號、儀器生產的廠家、檢測的日期、儀器出廠的編號、檢測的地點、檢測時的濕度和溫度等等。

儀器的接口模塊作為系統中用子通信的部分，利用軟件無線電為I/O的軟件接口完成對于程序整體的控制。函數庫的實際特征，不但可以對不同類型接口以及網絡機制的兼容，同時也能夠保證不同類型接口使用的連接儀器在操作時選取的操作類型或者函數可以保持一致性。

控制功能的模塊在整個系統軟件中處于較為核心的位置，主要是依據測試儀的接口模塊以及檢測項目所發送的對于實際使用的標準器進行調配使用的指導和命令，通過調用測試儀的指導命令庫，初始化測試儀的有關功能，通過合理的設置使得測試儀可以成功的進入對于相應功能進行檢測的狀態中，接下來對測試儀實行檢測和控制，當檢測完成以后，把檢測的數據結構發送至管理數據庫的模塊。

管理數據庫的模塊能夠對系統軟件在操作過程中產生的數據等其他有關信息進行存儲，有效的實現整個軟件系統對于程控儀器中的控制代碼進行調用，管理不同算法所產生的數據信息、各個測量儀的基本信息以及對測試過程中產生的數據信息進行存儲、管理和調動使用等。除此之外，還可以對檢測參數中產生的允許誤差進行設定，有效判定測量的結果。引進先進的數據庫系統，降低各種測量流程管理中的復雜性，實現更為方便快捷的管理，對檢測的結果進行有效的處理，提升整個過程中管理效率的大幅度提升。

數據輸出模塊是對檢測結果進行輸出的環節，是檢測的最終環節，通過對錄入信息以及檢測結果的記錄調用，在各種文檔格式進行生成原始記錄，最終輸出結果，使得檢測的效率有效提高。

三、結語

隨著科學技術的發展，現代社會的發展速度越來越快，無論是工業生產還是人們生活都逐漸趨于網絡化和智能化發展，無線電計量領域音頻性能測試儀自動檢測系統的研發在現代社會具有十分重要的意義，這種技術不僅可實現檢測效率的有效提升，同時也能使各個環節的檢測結果的精確性和準確性不斷提升。

參考文獻

[1] 楊鳴，都松，王明，等.音頻性能測試儀自動檢測系統的研發與應用[J].現代測量與實驗室管理，2015，（2）.

[2] JunHonda.實現最佳音頻性能的D類放大器設計挑戰[J].實用影音技術，2014，（5）.