基于虚拟仪器的音视频处理板通用自动测试系统

引言

　　对于CRT电视音视频信号处理板，过去采用的传统仪器测试模式随着电视技术的发展，暴露出了效率低、可靠性差和检出率低等问题，因此急需设计一种新的测试系统来改善这些问题。新的测试系统利用NI虚拟仪器平台，选择适当的硬件模块对各种输入信号进行采集、对各种输出信号进行模拟；利用LabVIEW开发软件、对测试过程和步骤进行自动化控制、对测量数据进行分析和自动判断；最终显著地提高了测试效率、可靠性和检出率。

音视频信号处理板的及测试系统要求

　　音视频信号处理板是CRT电视的小信号处理模块（下文简称小信号板）。某型号的小信号板原理如图1所示。它对TV射频信号的各种类型的视频信号进行解码和处理，转换为适合显像管扫描的图像和同步信号；它提供一路Video Out视频输出信号供外部视频设备使用；它对音频输入信号进行切换和音效处理，送给扬声器和Audio One音频输出接口。MCU通过PC总线对各个模块进行控制，并通过遥控（IR）和按键（KEY）接口接收用户的操作指令。

　　根据小信号板的工作原理，对测试系统的基本要求如下：
　　
　　·提供多路直流稳压电源，为小信号板提供工作电源。

　　·提供TV射频信号；提供Video，S-Video，YUV，VGA等模拟视频信号；提供HDMI数字音视频信号；提供模拟立体声音频信号。

　　·可模拟遥控和按键信号，对小信号板进行控制。

　　·提供行、场反馈信号，使小信号板工作于正常状态。

　　·可以采集多路自流信号和低频交流信号；可以采集和输出开关信号。

　　·可以同时采集3路视频信号。

方案设计

　　·根据原有测试系统的情况，希望新的测试方案能达到如下效果：

　　·高集成度，尽量减少占用空间。

　　·自动化，尽量减少人工因素的影响。

　　·通用性，可适应不同型号的小信号板，减少重复开发工作。

　　·高效率，单板调试时间尽可能的短，以适应生产节拍要求。

　　·高检出率，对关心的中间参数也可以进行测试，提高覆盖率。

　　通过测试要求分析，虚拟仪器技术十分符合方案要求，并且能够较好地达到方案预期的效果。NI公司有着丰富的虚拟仪器测试测量产品线，可以给我们提供较大的选择空间，LabVIEW是一个易学易用的软件，可以利用它快速地开发出复杂、并行、有效并且易于操作的测试系统。因此我们决定选择NI公司的软硬件平台开发新的测试系统。总体方案设计如图2所示，其中：

　　可编程多路电源是在我公司之前开发的数控电源基础上重新设计而来，具3路可编程和3路固定电压输出，将这6路电压输出分配成两个独立的通道，可同时为两块小信号板供电。电源功率达到2x6x25W。输出电压范围为1.5~50V。另外增加了串口，可通过计算机对其编程，使其可为不同型号的小信号板提供电源。

　　TV射频信号由中央信号系统提供，模拟视频信号的产生由PXI-6541高度数字I/O和外围简单的编码电路构成。HDMI信号采用我公司现有4路输出的HDI信号发生器，可同时供两块小信号板使用。

　　遥控信号由M系列DAQ卡PXI-6259的数字输出DO产生，按键信号由6259的模拟输出AO产生，按键信号由6259的模拟输出AO产生。

　　行反馈信号由6259的计数器Counter产生；场反馈信号则由场输出锯齿波整形后直接反馈回去。

　　对于直流、低频、开关信号等，都由6259来进行采集或产生处理。

　　3路视频采集由2块PXI-5112数字化仪来完成。

　　工业数字I/O模块PXI-6515完成电源通断和保护继电器的动作控制；继电器模块PXI-2530完成视频同步信号及其它信号的切换。
 
　　信号调理电路进行信号范围的变换，信号的保护、缓冲和接口转换等工作。

　　利用PXI-8196控制器提供的USB口连接扫描仪。利用串口对可编程电源的电压进行设置，利用网络接口连接局域网。

　　由于希望能够通用多种型号的小信号板，我们设计了一种通用的测试针床底座，通过插座将底座和针床的信号连接起来，当测试其它型号的小信号板时，只需要更换针床和调用相应的软件配置就可以了。