1 导言
跟着测验设备的飞速发展，其功用情况越来越遭到人们的注重，通过一段时间要对测验设备进行检测。主测验板作为测验设备上的重要部件，它的功用好坏起着重要作用。在对其进行功用测验时，因为没有专用的信号源，一般都是安装在设备上进行实验。这不只费时吃力，并且更重要的是增加了修补本钱，因而，迫切需要专用的测验设备。本信号源便是针对这一问题而规划的。
2 信号源的规划要求
依据对大都测验设备修补实验工艺的剖析，该信号源具体要求如下：
四路电压信号：一路电压规模为-25 V～25 V的直流信号源，精度要求为：0 V～1 V的差错为±0.1V，1 V～25 V的差错为±0.05 V，-25 V～0 V的差错为±0.15 V；其间一路发生幅值为0 V～25 V的方波，幅值差错为±0.2 V，频率差错为1 Hz；
一路电压规模为-100 mV～100 mV的直流信号源，要求差错为±0.5 mV；
一路电压规模为-0.5 V～0.5 V的直流信号源，要求差错为±0.005 V；
一路电压规模为0 V～5 V的直流信号源，要求差错为0.01 V。
四路模仿温度信号。
3 体系硬件规划
3.1 信号源硬件规划及作业进程
本体系的硬件部分以Atmel公司的AT89S51单片机为中心，其外围电路首要包含：D／A转化电路、电压转化电路、运算扩大电路、集电器模仿温度电路、通讯接口电路以及看门狗复位电路。其间心部分是D／A转化电路和运算扩大电路，其他电路都是环绕D／A转化功用完善体系、确保程序正常运转而规划的。通讯接口电路完成上位机与下位机的数据通讯；集电器模仿温度电路完成四路温度的模仿；看门狗复位电路监控程序的运转状况，在死机或“程序走飞”时可使体系主动康复到正常作业状况。图1所示为体系硬件原理结构框图。
体系作业进程：上位机发送操控字(包含信号通道挑选和信号幅值巨细)至下位机(单片机)，下位机收集操控字后，由单片机程序完成所选信号通道以及信号幅值的巨细。下位机发生信号后，通过串行总线将数据发送到上位机并显现在上位机相应的虚拟面板上。发生的信号通过板卡上的外接信号输出端口传输到测验设备相应的通道上，模仿传感器接纳信号。假如测验设备接纳后显现的信号与板卡输出的信号巨细相一致，则以为测验设备功用杰出。
3.2 D／A转化电路和运算扩大电路
D／A转化电路选用美国德州仪器公司出产的TLC5620。它是一款带有串行操控的4路8位电压输出数／模转化器(DAC)。每一路均具有两级缓冲器(输入锁存器(Latch)和DAC锁存器)、一个输出增益开关，一个8位DAC电路以及一个电压输出电路。TLC5620的编程可通过对串行操控字中的RNG方位1或清零来完成，其输出电压的最大值可所以外部参阅电压的1～2倍。其输入／输出电路均为射极跟从器。
通过简略的3线串行总线可对TLC5620进行操控，其11位的命令字由8位数据位、2位DAC挑选位以及1位RNG位组成。DAC寄存器是双缓冲的，将完好的新数值写入器材，然后DAC输出通过LDAC端的操控一起更新。数字输出端带有施密特触发器，因而，该电路具有较高的噪声按捺功用。
TLC5620选用4个电阻串(resistor-string)来完成D／A转化。每一个DAC的中心是一个带有256抽头的单电阻，它们对应于0～255的数字代码。每个电阻串的一端连接到GND，另一端由基准输入缓冲器的输出馈电。通过运用电阻串坚持单调性，线性度取决于电阻元件的一致性和输出缓冲器的功用。因为输入端通过缓冲，所以DAC关于基准源总是呈现为高阻状况。
每一个DAC的输出由一个可控增益扩大器缓冲，它能够被装备为×1或×2的增益。上电时，DAC被复位为全“0”。每一路的输出电压可由下式给出：
V0(DACA～DACD)=REF×(CODE／255)×(1+RNG)
其间，CODE的规模为0～255。RNG位是串行操控字内的0或1。
四路+25 V模仿信号选用宽电压输出的运算扩大器OPA551。该运算扩大器可输出±30 v电压，电流最大值200 mA，可满意本体系要求。其他选用LM324，以节省本钱。方波信号选用定时器的溢出中止来发生。四路温度的模仿选用数字电位器和继电器完成。调理电位器阻值巨细完成温度改变，由继电器的动作切换开闭温度的模仿。D／A与运算扩大器电路如图2所示。
