장치 특성화 및 검증에는 종종 설계를 완전히 검증하기 위해 두 개 이상의 계측기가 필요합니다. 장치나 구성 요소를 검증하기 위해 오실로스코프, 스펙트럼 분석기, 디지털 필터 및 기타 계측기가 필요할 수 있습니다. Moku와 같은 유연한 FPGA 기반 솔루션은 여러 소프트웨어 정의 계측기를 단일 장치로 통합하여 이러한 과제를 해결할 수 있지만 채널 수나 동시에 사용할 수 있는 계측기 수를 늘려야 할 수도 있습니다. 사용 API 다음과 같은 산업 표준 프로그램의 경우 LabVIEW, 반복적이고 제어된 검증을 위해 이 테스트 구성을 쉽게 자동화하고 간소화할 수 있습니다.
LabVIEW를 사용하여 다음을 생성했습니다. 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI)를 사용하여 여러 소프트웨어 정의 계측기와 두 개의 Moku:Go 장치에서 여러 계측기 그래프와 측정값을 동시에 표시하고 구성 매개변수와 설정을 포함합니다(그림 3). 계측기 슬롯과 아날로그 입력 및 출력 간의 신호 라우팅은 GUI의 왼쪽에서 찾을 수 있습니다. 첫 번째 Moku:Go는 DUT에 전력과 입력 신호를 제공합니다. 동시에 시간 및 주파수 영역에서 DUT 출력 신호를 특성화합니다. 두 번째 Moku:Go는 디지털 필터 상자를 사용하여 DUT 출력 신호에서 고차 고조파를 제거합니다.
LabVIEW 블록 다이어그램은 그림 4에 나와 있습니다. 왼쪽에서 오른쪽으로 첫 번째 Moku:Go 디바이스에 대해 다중 계측기 모드를 구성한 다음 각 슬롯 내에서 계측기를 구성하고 두 번째 디바이스에 대해 이 프로세스를 반복해야 합니다. 이 구성을 사용하면 모든 계측기를 제어하는 코드 블록을 병렬로 실행할 수 있으므로 다양한 제조업체에서 제공하는 여러 고정 기능 하드웨어 장치를 통합하는 것보다 더 간소화되고 압축된 테스트 설정이 가능합니다.
GUI와 결합된 이 구성을 통해 DUT를 자극하고 실시간으로 결과를 확인할 수 있습니다. 예를 들어, DUT에서 게인 설정 전위차계를 조정하면 주파수, 진폭 및 게인 측정과 함께 오실로스코프와 스펙트럼 분석기 모두에서 출력 신호 변화를 실시간으로 확인할 수 있습니다. 또한 디지털 필터 상자 매개변수를 조정하여 실시간 저역 통과 필터를 생성하여 DUT 출력 신호에서 고차 고조파를 제거할 수 있으며 그 결과는 그림 5에 나와 있습니다.
LabVIEW를 사용하여 Moku 디바이스에서 리얼타임 컨트롤과 신호 처리를 시작하면 반복적인 디바이스 검증을 수행하는 동안 데이터를 보고 설정을 조정하는 훨씬 더 나은 방법이 가능해집니다.
설정 구성
다중 기구 모드 부분 FPGA 재구성을 통해 최대 4개의 소프트웨어 정의 계측기를 동시에 배포할 수 있는 Moku 장치에서 사용할 수 있는 기능입니다. 구체적으로 Moku:Go두 개의 계측기를 동시에 배치할 수 있습니다. 더 많은 유연성이 필요한 경우, LabVIEW API를 사용하여 단일 소프트웨어 인터페이스에서 여러 Moku 장치를 동시에 제어할 수 있습니다. 이 예에서는 두 개의 Moku:Go 장치를 사용합니다. 이 방식을 통해 각 장치에 있는 여러 개별 계측기에서 동시에 데이터를 수집할 수 있습니다. 그런 다음 LabVIEW API를 사용하여 하나의 인터페이스에서 두 장치와 모든 계측기를 제어할 수 있습니다. 이 실험에서 테스트 대상 장치(DUT)는 Texas Instruments LM386 저전압 오디오 전력 증폭기입니다. 검증을 위해 먼저 첫 번째 Moku:Go 장치의 프로그래밍 가능한 DC 전원 공급 장치를 사용하여 DUT에 전원을 공급합니다. 다음으로, 자극을 가합니다. 오실로스코프내장되어 있어요 파형 발생기. 그런 다음 입력 신호를 DUT 출력 신호와 비교하고 오실로스코프 데이터를 사용하여 이득 계수를 계산합니다. 두 번째 Moku:Go 장치에서는 동시에 스펙트럼 분석기 주파수 영역에서 DUT 출력 신호를 검사하고 디지털 필터 박스 DUT 출력 신호에서 고차 고조파를 제거하기 위해서입니다. 첫 번째 Moku:Go에서는 슬롯 1에 오실로스코프를, 슬롯 2에 스펙트럼 분석기를 구성할 수 있습니다. 두 번째 Moku:Go에서는 슬롯 1에 디지털 필터 박스를, 슬롯 2에 스펙트럼 분석기를 설치할 수 있습니다. 또한 오실로스코프에 내장된 파형 발생기와 Moku 장치의 프로그래밍 가능한 전원 공급 장치를 활용하여 두 대의 Moku:Go 장치를 통해 사실상 6개의 계측기를 동시에 사용할 수 있습니다(그림 1). 그림 2는 테스트 설정의 배선도를 보여줍니다.
그림 1: 두 Moku:Go 장치의 기기 구성.
그림 2: 오실로스코프(OSC), 스펙트럼 분석기(SA), 디지털 필터 박스(DFB) 및 프로그래밍 가능 전원 공급 장치(PPSU) 간의 테스트 설정 블록 다이어그램.
그림 3: 첫 번째 Moku:Go 그래프가 상단에 표시되고 두 번째 Moku:Go 그래프가 하단에 표시되는 LabVIEW GUI.
그림 4: 각 계측기의 구성 설정을 자세히 설명하는 LabVIEW 블록 다이어그램.
그림 5: 저역 통과 필터 전(위)과 저역 통과 필터 후(아래)의 DUT 출력 신호. 5kHz 기본 주파수와 10kHz 2차 고조파에 대한 측정값을 나타낸다.