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复杂类测试设备便携式、通用化设计 　　摘 要本文简要描述了某个测试项目的硬件测试资源需求，通过实例介绍了某个测试项目在测试资源的集成、矩阵式切换采集、便携式机箱三个方面的便携式设计。通过设备接口定义，结构零部件，功能板卡、电器开关、接插件的选型，软件编程模式等设计实现了复杂类测试设备的通用化设计 【关键词】复杂类测试设备 便携式设计 通用化设计 1 硬件测试资源 本测试项目硬件资源需求如下： （1）ARINC429数字信号：输出12路，输入4路； （2）RS422A数字信号：输出8路，输入8路； （3）直流模拟量（0～10V）：14位以上 ，输出10路； （4）直流模拟量（0～60mV）：误差小于30uV，输出2路； （5）电流源：0～20mA电流源，输出1路； （6）交流模拟量：400Hz正弦， 0.56V～5.6V，精度±0.4%，输出3路； （7）交流模拟量：±10V范围内一个固定值，随着转速频率在0～100Hz变化），输出2路； （8）LVDT传感器：有效值为3.5V±0.15%VAC，1800±2Hz，?出1路； （9）电阻信号：10.00Ω～1000.00Ω，输出11路； （10）离散量：输出80路； （11）离散量：输入5路； （12）LVDS视频信号：输出6路； （13）LVDS视频信号：输入2路； （14）电源：直流28V DC （≥8A）1路，交流36V/400Hz （≥2A）1路，直流10V DC （≥500mA） 2 设备的便携式设计 设备主要从以下几个方面设计，来满足便携式的要求：测试资源的集成、矩阵式切换采集、便携式机箱设计 2.1 测试资源的集成 （1）LVDS 视频输出信号：本测试项目中要求提供6路LVDS视频输出信号，并且主控计算机能够控制6路LVDS信号的单独开启和关断。通常设计需要6路VGA视频源、6个视频转换器将VGA信号转换为LVDS信号，另外通过离散量逻辑电路板对信号进行切换，实现独立控制。而本项目中设计一块视频输出卡，通过RS232端口与主控计算机通讯，实现了6路LVDS信号的单独开启和关断，解决了需要大量测试资源的问题，板卡工作原理见图1 （2）LVDS 视频输入信号：本测试项目中要求有4路LVDS视频输入信号，通过逻辑关系能够选择4路中的1路信号输出。通常设计需要4个LVDS视频转换器，另外通过离散量逻辑电路对信号进行切换，实现独立控制。本项目中设计一块视频输入卡通过离散量的逻辑控制实现了4路LVDS信号的逻辑输入选择，板卡工作原理见图2 （3）电源：定制了一台4路输出电源，这4台电源相互独立，安装在同一个模块中。每一路输出电压都有独立的过流、短路保护功能，每一路都有LED指示灯显示电源是否输出；通过RS232接口能够程控每一路电源的输出，整体电源高度为2U。本项目中将4种不同种类的电源集成到一个模块中，减少电源的占用空间； （4）对于常规类ARINC429、RS422A、直流模拟量、离散量类等信号选用多通道类板卡，减少同类信号的板卡数量，例如：选用了1块16通道的ARINC429板卡，替代了2块8通道板卡的方案 2.2 矩阵式切换采集 对于有些要求多个通道输出，而硬件资源有限的信号，采用矩阵式开关采集或输出的方式解决 （1）本项目要求提供11路输出电阻，每一路都要求连续可调。如果采用2通道的输出电阻卡，则共计需要6块电阻卡才能满足测试要求。本设备中采用了一块2通道的输出电阻卡和一块高密度开关卡的方式解决了此问题，节约了板卡资源。多路输出电阻工作原理图见图3 （2）设备输出的11路电阻在输出给被测产品前，需要设备进行闭环测量，通常需要11路硬件测量资源通道，并且测量需要4线制采集方式。本设备采用了一块万用表板卡和一块4×40的2线矩阵开关卡实现11路输出电阻的采集测量。采集测量的工作原理图见图4 2.3 便携式机箱的设计 为了方便运输，本设备定制了一体化的6U三防机箱。本机箱功能特点如下： （1）19英寸、6U标准框架结构，适用于各种标准仪器安装，本设备选用18槽PXIe机箱和一个2U 高固定电源组件安装在标准框架结构上； （2）一体化显示输入组件：安装于机架的前端，收起状态，可以锁定；打开以后，键盘/触摸板部分可以向下翻开，显示器可以调整一定的角度； （3）减震性能为20～2000Hz衰减2倍； （4）箱体两侧安装4个抬环，便于设备的搬运； （5）箱体前后面安装有保护盖，设备使用能够轻易的拆下，设备不使用时能够轻易可靠的盖上 机箱内部各个硬件资源的连接关系见图5 3 设备的