在这篇应用笔记中，我们将提供如何用Moku:Lab的LabVIEW API 构建自动测试虚拟仪器(VI)的分步教程。许多电子系统在特定的频率下性能Z佳。为了优化锁相测量的信噪比，找到系统的传递函数并使用Z佳调制频率非常重要。在此示例中，我们将构建一个LabVIEW VI 用于扫描本机振荡器(LO)频率，并将所测量的幅度与调制频率作图，从而确定Z佳的调制频率。然后我们将用该VI 来测量一个带通滤波器的频率响应。
Moku:Lab & LabVIEW编程指南
在这篇应用笔记中，我们将提供如何用Moku:Lab的LabVIEW API 构建自动测试虚拟仪器(VI)的分步教程。许多电子系统在特定的频率下性能Z佳。为了优化锁相测量的信噪比，找到系统的传递函数并使用Z佳调制频率非常重要。在此示例中，我们将构建一个LabVIEW VI 用于扫描本机振荡器(LO)频率，并将所测量的幅度与调制频率作图，从而确定Z佳的调制频率。然后我们将用该VI 来测量一个带通滤波器的频率响应。
频率扫描锁相放大测量
锁相放大器旨在将微弱的振荡信号从噪声背景中提取出来。锁相放大器将输入信号和本机振荡器产生的特定频率混合，然后用一个窄带低通滤波器将高频分量衰减。
更多关于锁相放大器原理的详细介绍请查看下方往期文章链接:
通过锁相放大测量的方法，我们可以以较窄的带宽检测对任意频率信号的响应。被测频率的中心由本机振荡器频率定义。 通过扫描本机振荡器的频率，我们可以得到系统的传递函数。我们可以使用这种响应图来确定谐振、Z佳调制频率和系统阻抗。这是在锁相放大测量中寻求Z佳信噪比的必要测试。在这篇应用笔记中，我们将演示如何用Moku:Lab LabVIEW API 构建自动测试虚拟仪器(VI)，并用于扫描本机振荡器频率和测量一个带通滤波器的频率响应。
图 1: 自动化测试序列的一般流程
系统设置
Moku:Lab’s LabVIEW API 安装文件和说明请从Liquid Instruments官网下载:
https://www.liquidinstruments.com/labview
完整的 LabVIEW .VI 文件可从此处下载：
https://liquidinstruments.squarespace.com/s/20-0304_AppNote_LabVIEWLIAFrequencySweep.vi
为了在LabVIEW 上控制和运行Moku:Lab, 我们需要将Moku:Lab和计算机连接到同一网络。在这个示例中，我们将Moku:Lab和计算机无线连接到同一Wi-Fi路由器。要在网络上找到Moku:Lab，需要输入IP地址。若要查找IP地址, 需要将iPad连接到同一Wi-Fi网络并启动iPad上Moku:Lab应用程序。然后，长按Moku:Lab仪器图标即可显示IP 地址。此外，如果您的计算机安装了Python 和PyMoku，您也可以输入“moku list”指令找到Moku:Lab的 IP 地址。
由Moku:Lab输出2产生本机振荡信号，通过被测带通滤波器（DUT）然后由 Moku:Lab输入1测量返回信号。
图2: Moku:Lab 和计算机被无线连接到同一路由器。被测器件连接在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, 我们需要先启动LabVIEW 并将 “setup moku”面板拖动到程序中：
步骤 1: 拖动“setup moku” 面板到VI
该面板需要输入两个字符串：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用于输入IP地址。在这个测试中，我们只会用的锁相放大器(Lock-In Amplifier)这一个仪器，所以我们将其设置为默认仪器名称。接着，我们将仪器网络地址，Moku命令反馈，和错误输出移动给 “execute cmd”面板。
步骤 2: 将网络地址，Moku命令和错误输出链接到 “execute cmd“面板
“execute cmd”面板使用网络地址作为设备句柄，并将 JSON 格式命令传递给Moku:Lab。JSON 命令通常是由另一个VI生成。“execute cmd” 面板还可以接收命令反馈，将其传递给程序进行记录, 并标记出错误输出，以确保每一个 execute cmd面板都成功执行。如果出现标记，程序将会终止。 “set default LIA” 面板生成 JSON 指令，启动锁相放大器并设置所有参数为默认值。此命令用于启动Moku:Lab上的锁相放大器。
图 3: 连接和初始化锁相放大器
设置用于锁定测量的参数
设备初始化后，我们使用相同的 “execute cmd” 面板来修改锁相放大器的设置(步骤 3-9).
步骤 3: 配置Moku 两个输出; 一个用于锁相测量的输出R (幅度，主通道) ，另一个用于本机振荡器的输出以进行频率扫描（辅助通道）。
步骤 4 和 5:在主通道与辅助通道设置两个监测点。主要输出通道的监测点随后用于采集实时数据。
步骤 6: 设置监测点和实时数据采集的时基。
步骤 7: 设置主要通道的增益。
步骤 8: 设置R-Theta 转化范围。关于R-Theta 转化的更详细介绍请参见Moku:Lab锁相放大器用户手册。
步骤 9: 配置混频器之后的低通滤波器。
图 4: 用于设置锁相放大器参数的面板
编写for循环实现自动频率扫描
接下来，我们使用一个for循环来实现频率的自动扫描与数据采集。我们将使用3个变量来控制这个循环：number of steps, frequency step, 以及initial frequency. 在每个迭代的开始，程序将使用i ×
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