“PXI platforma je mala i robusna i obezbeđuje visoku efikasnost i stabilnost.”

Zadatak:
Razvoj real-time automatskog mernog sistema za 8.1 kanalni muzički DSP pojačavač snage koji pokreće do devet zvučnika i ugrađuje se u automobile.

Rešenje:
Upotreba National Instruments PXI modularnih instrumenata zbog njihove visoke stabilnosti i veličine i mogućnosti da se svi instrumenti integrišu u jedan sistem u lako prenosnom kućištu.

Većina komponenti 8.1 DSP pojačavača snage je redizajnirano sa analognog na digitalni sistem. DSP čip vrši obradu zvuka, recimo filtrira šum. Mi smo realizovali komunikaciju preko standarnog CAN bus-a. Ovaj specijalni pojačavač može da se poveže sa do devet zvučnika snage do 35 W po kanalu.

Nakon dizajna sistema, realizovali smo ga, testirali i isprobali. Zbog velikog broja kanala susreli smo se sa mnogim problemima. Testovi električnih karaklteristika, kao što su frekventni odziv, odnos signala i šuma (SNR), distrozija i CMRR su nam oduzeli mnogo vremena. Povrh svega, instrument je mogao da vrši testove samo na jednom kanalu u jednom trenutku, te smo morali da vršimo selekciju kanala prekidačkim relejem da bi testirali svih devet kanala.

Zbog dugog trajanja testa, pojačavač se prilično grejao te su rezultati postali nepouzdani. Za jedno pojačalo bilo nam je potrebno između 30 i 35 minuta što je predstavljalo dodatni problem. Ako za jedan pojačavač potrebno nešto više od 30 minuta, a uzimajući u obzir da je 90 sistema koje smo morali da proverimo zauzimalo prostor dovoljan da se proizvede 600 jedinica na dan, računica je pokazala da smo morali da investiramo oko $1,2 miliona USD samo za industrijski prostor.

Predstavljanje novog sistema
Proces testiranja 8.1 kanalnog DSP pojačavača snage je veoma komplikovano i zahteva brz i tačan merni uređaj koji može da prati proizvodnju. Sistem za testiranje mora biti jeftin, kompaktan i robusan kako bi bio operativan 24 sata 7 dana u nedelji.
Zbog velikog problema sa postojećim sistemom za testiranje, želeli smo da pronađemo rešenje za proveru svih 128 veličina. Zamenili smo sistem sa NI proizvodom bez obzira što u tom trenutku nismo bili bliski sa načinom funkcionisanja NI tehnologije. Zasnovali smo našu odluku da isprobamo PXI platformu na prethodno dobrom iskustvu u korišćenju nekih NI proizvoda, kao što su digitalne I/O karte i USB-GPIB.

PXI platforma je robusna i mala i obezbeđuje veliku efikasnost i stabilnost. Integrisali smo sve komponenete i kontroler u jedno kućište i uštedeli ogroman prostor. Zamenili smo Microsoft Visual C#.NET sa NI LabVIEW softverom.

Opis sistema
Za realizaciju ovog sistema koristili smo NI PXI-4461 modul za akviziciju podataka (DAQ) za generisanje balansiranog sinusoidalnog para signala u rasponu od 20 Hz do 20 kHz i odveli smo ih na ulaze pojačavača. Povezali smo devet balansiranih izlaza na pet NI PXI-4462 DAQ modula.

Zbog velike angažovane struje, do 40A DC, bezbednost je pri ovom testiranju uzeta u obzir. Koristili smo NI PXI-4071 digitalni multimetar (DMM) za merenje struje i napona i izolovani NI PXI-6515 digitalni I/O modul za kontrolu releja koji povezuju napajanje i komponente. Sistem je takođe prikupljao podatke sa senzora. Sve module integrisali smo u jedno kućište NI PXI-1044 sa 14-slotova, i dobili kompaktan, lako prenosan sistem, dodatno štedeći na kablovima.

Povrh svega, skratili smo vreme testa sa 30 na 3 minuta, pa smo mogli da ukupan broj sistema za testiranje svedemo na devet smanjujući investiciju za dve trećine.

Novi korisnički interfejs
Dodatna karakteristika korisničkog interfejsa je mogućnost manualnog testiranja pojedinih veličina. Dizajnirali smo interfejs tako da korisnik može da bira između automatskog i manulanog moda. Uz snagu LabVIEW-a, brzo smo izveli dodatne programske mogućnosti. Na slici je prikazan korisnički interfejs na kome korisnik u manualnom modu može  izmeriti frekvenciju, amplitude, setovanje filtera i spoljnog napajanja koje kontroliše GPIB.

Na kraju, mi sve vreme dodajemo nove funkcionalnosti našem sistemu za testiranje visokih performansi. Planiramo da povežemo PXI sistem na LAN kako bi inženjeri mogli da nadgledaju i analiziraju rezultate u realnom vremenu, pa čak i da predvide greške u sistemu sa svog radnog stola. Ceo sistem želimo da izgradimo korišćenjem LabVIEW-a.


Više informacija: National Instruments Slovenia, tel: +386 3 4254 200, ni.slovenia@ni.com, www.ni.com