6L: Transistorkennlinie mittels VXI System NI LabVIEW - Instrumenten-I/O (SCPI)

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1 Hochschule Merseburg (FH) FB INW Praktikum Virtuelle Instrumentierung 6L: Transistorkennlinie mittels VXI System NI LabVIEW - Instrumenten-I/O (SCPI) Agilent E8401A (VXI-Chassis) Agilent E1328A (4 Channel D/A-Converter) Agilent E1412A (Digital Multimeter) Agilent E1345A (Multiplexer) National Instruments LabVIEW 1. Aufgaben Sie sollen auf der Basis von VXI-Geräten mittels NI LabVIEW ein virtuelles Instrument zur Aufnahme der Kennlinie eines Bipolartransistors entwickeln. 2. Hinweise zu den Aufgaben VXI-Geräte sind Einschubgeräte, die keine Frontplatte haben und nur über eine entsprechende Software-Schnittstelle bedient werden können. In diesem Projekt soll die Programmierung über die IEEE488-Schnittstelle erfolgen. Folgende VXI-Geräte stehen Ihnen für dieses Projekt zur Verfügung: Grundgerät Agilent E8401A mit den Einschüben und Controller Agilent E1406A Agilent E1328A 4-Channel D/A Converter, Agilent E1345A 16-Channel Relay Multiplexer und Agilent E1412A 5 ½ Digit Multimeter. Die beiden zuletzt aufgeführten Einschübe bilden zusammen ein Scanning Multimeter. Die Anschlussbelegung finden Sie in den technischen Unterlagen der Geräte.

2 Die folgende Abbildung zeigt die angeschlossenen und am GPIB-Bus erkannten Module des Messplatzes. Nach dem Klick auf Communicate with Instrument öffnet sich ein Dialog, der zur Gerätekommunikation mittels SCPI Kommandos geeignet ist. Die nach außen geführten Kabel am Eingang des Agilent E1345A 16-Channel Relay Multiplexer sind von unten nach oben an den Kanälen 0 3 angeschlossen. Der einzig beschaltete Ausgang des Multiplexers (Verbindung mit Digital Multimeter Agilent E1412A) ist der Kanal 90.

3 Ziel des Versuches ist es, virtuelle Instrumente zur Messung und grafischen Darstellung der Kennlinien eines Bipolartransistors in allen vier Quadranten zu entwickeln. Untersuchen und Kontrollieren Sie zunächst den Schaltungsaufbau am Messplatz. Vervollständigen Sie bei Bedarf die Schaltung und lassen Sie diese durch den Betreuer abnehmen.

4 Machen Sie sich anschließend mit der Funktionsweise und Programmierung der einzelnen Module vertraut. Verwenden Sie ein externes Digitalmultimeter, um die am D/A-Wandler ausgegebenen Spannungen, die am VXI-Digitalmultimeter gemessenen Spannungen und die Funktionsweise des Multiplexers zu überprüfen. Entwickeln Sie kleine Testprogramme für die einzelnen Tests. Die virtuellen Instrumente sollen über eine komfortable Benutzeroberfläche verfügen, die sich selbst erklärt und eine einfache Bedienung gestattet. Stellen Sie zunächst einen Ablaufplan über die wichtigsten Arbeitsschritte auf. Beachten Sie: 1. In den einzelnen Quadranten des Kennlinienfeldes sind unabhängige Variable und Parameter unterschiedlich. 2. Das Multimeter sollte nur als Spannungsmesser eingesetzt werden. Als Strom- Spannungswandler werden Festwiderstände verwendet. 3. Der maximale Ausgangsstrom der D/A-Wandler ist begrenzt (s. Handbuch).

5 Beachten Sie, dass elektrische Verbindungen im Multiplexer (Relais) mittels Close erstellt und mittels Open getrennt werden. Zu Beginn und zum Ende des Programms sollten alle Verbindungen definiert getrennt werden. Zwischenzeitlich müssen alle zuvor hergestellten Verbindungen, die für die aktuelle Messaufgabe stören würden, ebenfalls stets wieder getrennt werden! Als Eingaben sind Anfangs- und Endwert sowie Schrittweite der unabhängigen Variablen, Anfangs- und Endwert sowie Schrittweite des Parameters und der Grenzwert von I C zu programmieren. Das Programm muss eine Grenzwert-Überwachung enthalten, die die Spannungsquellen auf Null rücksetzt und das Programm ordnungsgemäß beendet, wenn der Kollektorstrom einen bestimmten Maximalwert überschreitet. Überprüfen Sie, ob die Ströme direkt mit dem Scanning Voltmeter gemessen werden können. Ändern Sie ggf. Ihr Programm entsprechend ab. Das Projekt schließt mit einer Demonstration des lauffähigen Programms und einem schriftlichen Bericht ab. In diesem wird das fertige Programm einschließlich der Messschaltung und ausgewählter Messergebnisse dokumentiert. Achten Sie darauf, dass Sie nach Beenden des Versuches alle Dateien, die Sie erzeugt haben, wieder von der Festplatte entfernen! Kopieren Sie sich Ihre Dateien und Programme, die Sie noch verwenden wollen, auf ein tragbares Speichermedium.