在本应用笔记中，我们将提供有关如何使用 Moku:Lab 的 LabVIEW API 构建自动化测试序列的分步教程。 许多电子系统在特定的工作频率下性能最佳。 为了最大化锁定测量的信噪比，重要的是找到系统的传递函数并使用最佳调制频率。 在本例中，我们将构建一个 LabVIEW VI，用于扫描本地振荡器 (LO) 的频率，并将测得的振幅绘制为 LO 频率的函数。 然后，我们将使用该 VI 来测量带通滤波器的传递函数。
扫频锁定检测
锁相放大器 (LIA) 旨在从嘈杂的背景中提取极其微弱的振荡信号。 LIA 获取输入信号并将其与特定频率的本地振荡器 (LO) 混合。 然后，应用窄带低通滤波器来衰减高频分量。 有关锁相放大器原理的更多详细信息，请参见此视频： https://youtu.be/H2O2ADqEkHM 这种检测方法使我们能够测量具有窄带宽的任意频率的信号响应。 测得频率的中心由 LO 的频率定义。 通过扫描 LO 的频率，可以测量系统的传递函数。 我们可以使用这样的响应图来确定系统的谐振、最佳调制频率和阻抗。 为了获得锁定测量的最大信噪比，这是一项必不可少的测试。 在本应用笔记中，我们将演示如何使用 Moku:Lab 的 LabVIEW API 构建自动测试序列以扫描 LO 频率并测量带通滤波器的响应。
图1： 自动化测试序列的一般流程。
系统设置
Moku:Lab LabVIEW API 的安装文件和说明位于： https://www.liquidinstruments.com/software/labview.
完整的 LabVIEW .VI 文件可在此处下载： https://liquidinstruments.squarespace.com/s/20-0304_AppNote_LabVIEWLIAFrequencySweep.vi
要用LabVIEW控制和操作Moku:Lab，我们需要将Moku:Lab和电脑连接到同一个网络。 在本例中，我们将 Moku:Lab 和计算机无线连接到同一个 Wi-Fi 路由器。
要在网络上定位 Moku:Lab，需要 IP 地址。 要查找 IP 地址，请将 iPad 连接到同一 Wi-Fi 网络并启动 Moku:Lab 的 iPad 应用程序。 然后，长按 Moku:Lab 的图标，就会显示 IP 地址。 或者，如果您的计算机上安装了 Python 和 PyMoku，您可以使用命令“moku list”找到 Moku:Lab 的 IP 地址。
LO 由 Moku:Lab 的输出 2 生成，通过带通滤波器被测设备 (DUT)，返回信号在 Moku:Lab 的输入 1 处测得。
图2： Moku：实验室和电脑无线连接到同一个路由器。 DUT 插入 Moku 输出 2 和输入 1 之间。
构建 LabVIEW VI
连接到 Moku:Lab 并部署默认设置
要开始构建 LabVIEW VI，我们首先启动 LabVIEW 并将“setup moku”面板拖到我们的程序中：
第一步：将“setup moku”调色板拖入VI
该调色板接受两个字符串输入：Moku:Lab 的 IP 地址和仪器名称。 我们在用户界面上创建一个占位符，供用户输入 IP 地址。 Lock-In Amplifier 仪器贯穿整个程序，因此我们将其设置为默认仪器名称。 接下来，我们将 http-reference、moku 命令反馈和错误输出传递给“execute cmd”面板。
第 2 步：连接 http 引用并将 Moku 命令和错误发送到“执行 cmd”面板
“execute cmd”选项板使用 http-reference 作为设备句柄，并将 JSON 格式的命令传递给 Moku:Lab。 JSON 命令通常由另一个 VI 生成。 “execute cmd”选项板还采用命令反馈将其传递给程序进行日志记录，以及错误输出标志以确保成功执行每个“execute cmd”选项板。 如果标志被升起，程序将被终止。 “设置默认 LIA”调色板生成 JSON 命令以初始化锁相放大器并将每个参数设置为默认值。 此命令用于启动 Moku:Lab 上的锁定放大器仪器。
图3： 连接并初始化 LIA 仪器。
设置锁定检测参数
设备初始化后，我们使用相同的“execute cmd”调色板结构来修改锁定放大器的设置（步骤 3-9）。
第三步：配置两个Moku:Lab输出； 一个用于 LIA 到 R（振幅，主通道），第二个用于 LO（辅助振荡器）用于频率扫描。
第四步和第五步：设置两个监控点； 一个在主输出端，一个在辅助输出端。 主输出监控点以后用于采集实时数据。
第六步：设置监控点和实时数据采集的时基。
第七步：设置主通道的增益。
第 8 步：设置 R-Theta 转换的范围。 有关 R-Theta 转换的详细信息，请参阅 Moku:Lab 的锁定放大器用户手册。
第 9 步：配置紧接在混频器之后的低通滤波器。
图4： 用于设置 LIA 参数的调色板。
用于自动频率扫描的 For 循环
for 循环用于迭代频率扫描和数据采集。 我们为循环创建了三个可自定义的参数：步数、频率步长和初始频率。 在每次迭代开始时，程序根据 × 计算 LO 的频率 频率步长 + 初始频率. 然后，这个数字被分成两部分，作为频率输入（步骤 11）以及绘图的 x 轴位置传递到“set demod LIA”调色板。
图5： For Loop循环进行扫频和数据采集。
为确保 LO 在数据采集之前设置并稳定，使用平坦序列将设置部分和数据采集部分分开。 在 100 毫秒的停留时间后，“获取实时数据”命令被发送到 Moku:Lab。 “execute cmd”调色板接收原始数据并传递给“parse data”调色板以将原始数据转换为数值数组。
图6： 数据传输、平均和显示。
在“解析数据”调色板之后，来自辅助通道 (ch2) 的数据流被阻尼。 均值函数用于取主通道数字数组的平均值。 然后将结果绘制在用户界面上。
测量滤波器传递函数
为了测量 DUT 带通滤波器（微型电路 BBP-21.4）的传递函数，我们将初始频率设置为 15 MHz，并将频率步进设置为 400 kHz，步长为 40。
图7： 使用带通滤波器进行频率扫描分析。
LabVIEW VI 自动扫描 LO 的频率并绘制检测到的信号的幅度。 该滤波器在 22 MHz 左右具有峰值响应。
如需了解有关 Moku:Lab LabVIEW API 的更多信息，请访问： https://www.liquidinstruments.com/software/labview
