CN202033439U - 移动式实验室 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种移动式实验室，包括，仪器模块化的PXI板卡、PXI机箱和计算机；所述仪器模块化PXI板卡固定安装在设置有PXI插槽的所述的PXI机箱中，所述PXI机箱通过ExpressCard或者PXI-PCI电缆与计算机连接。有益效果是，基于PXI技术平台，数种电子测量和分析仪器以仪器模块化的PXI板卡整合在一起，通过计算机，可实现对电子测量和分析仪器的控制，从而，实现数据采集、数据存储和数据分析等功能，节约时间，使用方便；提高了通用实验室平台的小型化和可移动性，提高适应环境的能力；界面简约，易于操作。

Description

移动式实验室

技术领域

本实用新型涉及一种移动式实验室，特别是涉及一种基于PXI技术平台的移动式实验室，属于可移动实验室装备技术领域。

背景技术

电子半导体行业的实验室平台，通常需要许多种测量设备、测试仪器所组成，包括开关电源，数字万用表，欧姆计，示波器，耐压测试仪，逻辑分析仪，失真仪，网络分析仪，频谱仪，任意波形信号发生器，功率计等，帮助科研人员或技术人员进行数据采集、数据分析、模拟验证等工作。

目前，现有技术的电子实验室平台中，所构成的设备、仪器种类繁多，设备占地面积大。例如，示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器，它能把肉眼看不见的电信号变换成可看得见的图像展现在人们的眼前，便于人们研究各种电现象的变化过程，利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差和调幅度等等。例如，直流电源，几乎所有的电子实验室都配置有直流电源，以供研究人员试验使用。再例如，数字万用表，作为一种多用途电子测量仪器，一般包含电流计、电压表、欧姆计等功能。上述的电子试验或电子测量仪器一般都不具备电子记录数据的功能；如果需要记录数据，或分析数据，就需要选择有电脑接口的示波器或数字万用表来存储图像或测量数据等信息。这样，才可协助科研人员或技术人员进行数据采集、数据分析、模拟验证等工作，给科研人员或技术人员带来诸多不便。

在通用电子行业的普通的实验室平台中，普遍存在可移动性差、适应环境能力低等不足的缺陷；不利于特殊项目的数据分析，如对车间环境中被测设备的参数分析，风能发电站中参数采集等。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种基于PXI技术平台的测试测量用实验室装备，将每种测量或分析仪器的仪器模块化的PXI板卡整合在一起，成为一个整体的移动式实验室。

本实用新型所采用的技术方案是，一种移动式实验室，包括，仪器模块化的PXI板卡、PXI机箱和计算机；所述仪器模块化PXI板卡固定安装在设置有PXI插槽的所述的PXI机箱中，所述PXI机箱通过Express Card或者PXI-PCI电缆与计算机连接。

所述的仪器模块化的PXI板卡具有1至18块，所述仪器模块化的PXI板卡的输入/输出接口连接与行业内的标准测量仪器的输入/输出接口连接形式相同；所述PXI板卡包括示波器板卡和万用表板卡。

所述PXI板卡还包括有数字I/O板卡、波形发生器板卡和电源板卡。

所述的示波器板卡，包括，两个模拟输入通道、数据采集电路、A/D转换电路、 波形触发电路、板上存储器电路、时钟电路、PCI和PXI接口电路，所述A/D转换电路将待测波形，通过所述模拟输入通道、数据采集电路和波形触发电路传送给所述板上存储器电路，通过所述PCI和PXI电路输出到计算机。

所述的万用表板卡，包括，时钟振荡器、控制逻辑与自动转换量程逻辑电路、计数器、锁存/译码/驱动器电路、模拟单元电路、电源电路和蜂鸣器驱动电路，所述模拟单元电路，还包括，积分器、比较器、模拟开关、分压电阻、分流电阻、标准电阻、AC/DC转换器和量程选择开关，待测物理量通过所述模拟单元电路输入和所述控制逻辑与自动转换量程逻辑电路，传送给所述计数器和锁存/译码/驱动器电路，通过所述PCI和PXI接口电路输出到计算机。

所述的数字I/O板卡，包括，采集存储器、向量生成引擎电路、触发事件控制电路、向量采集时序控制逻辑电路、向量生成时序控制逻辑电路、生成存储器、测试管脚电路、采集门限电压控制电路、生成门限电压控制电路、时钟发生器电路、数据比较模块电路、数字数据/控制信号连接器和PCI接口电路，测量数据经过所述采集存储器、向量生成引擎电路、触发事件控制电路和向量采集时序控制逻辑电路传送给所述生成存储器，测试管脚电路、采集门限电压控制电路、生成门限电压控制电路、时钟发生器电路、数据比较模块电路输出给所述数据比较模块电路、数字数据/控制信号连接器和PCI接口电路，所述数字I/O板卡的最大采样时钟频率为100MHz。

所述的波形发生器板卡，包括，包括PCI接口电路、板上存储器电路、波形发生引擎电路、触发事件控制电路、数字增益电路、数字滤波和DAC转换电路、模拟输出通道电路、时钟发生器电路和开关矩阵电路，板上存储器存储的是将要加载到设备的波形数据和生成指令，时钟发生器电路生成采样时钟和参考时钟，波形发生引擎电路通过所述采样时钟和参考时钟，根据外部触发状态从板上存储器检索波形数据后输出，输出的波形，经过数字增益电路和数字滤波等处理后，传送到DAC转换电路，经过滤波放大后输出到控制连接器的面板上，同时，数字波形也可通过控制连接器面板输出。

所述的电源板卡，包括，外部电源、隔离电路、整流滤波电路、采样电路、基准电源电路、A/D、D/A转换电路、FPGA电路、PWM占空比控制电路和接口电路，所述外部电源经过达林顿管隔离电路进行隔离后，再经过整流滤波电路，通过FPGA电路来调节所述电源板卡的输出电压的范围，电源板卡的输出电压，通过A/D通道，对所述电源板卡的输出电压、电流状态进行实时采样监视，并将采样数据传送给FPGA电路，通过FPGA电路实现D/A转换后，再经过PWM占空比控制电路控制所述电源板卡输出电压的连续变化。

所述仪器模块化的PXI板卡的PCI接口芯片为PCI9054。

本实用新型的有益效果是，基于PXI技术平台，数种电子测量和分析仪器以仪器模块化的PXI板卡整合在一起，通过计算机，可实现对电子测量和分析仪器的控制，从而，实现数据采集、数据存储和数据分析等功能，节约时间，使用方便；提高了通用实验室平台的小型化和可移动性，提高适应环境的能力；界面简约，易于操作。

附图说明

图1是本实用新型可移动实验室组成的方框图；

图2是本实用新型移动式实验室仪器模块化PXI板卡示意图；

图3是本实用新型移动式实验室示波器模块化PXI板卡组成示意图； 

图4是本新型移动式实验室数字万用表模块化PXI板卡组成示意图；

图5是本实用新型移动式实验室数字I/O模块化PXI板卡组成示意图；

图6是本新型移动式实验室波形发生器模块化PXI板卡组成示意图；

图7是本实用新型移动式实验室的电源模块化PXI板卡电原理方框图；

图8是本实用新型移动式实验室的电源模块化PXI板卡电原理图；

图9是本实用新型移动式实验室的电源模块化PXI板卡的FPGA实现PWM配置原理方框图；

图10是本实用新型移动式实验室的电源模块化PXI板卡的PXI接口电路原理方框图；

图11是本实用新型移动式实验室的电源模块化PXI板卡的局部总线电路的连接方框图；

图12是本实用新型移动式实验室的电源模块化PXI板卡的过电压保护电路原理图；

图13是本实用新型移动式实验室的电源模块化PXI板卡的过电流保护电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

为克服通用电子行业中实验室平台，移动性差、适应环境能力低等不足，本实用新型旨在实现移动式实验平台，来提高通用实验室平台的移动性，提高适应环境的能力。

将原有实验室中的多种仪器设备模块化，即独立为小型的PXI板卡，如示波器模块化PXI板卡、数字万用表模块化PXI板卡、数字I/O模块化PXI板卡、波形发生器模块化PXI板卡和电源模块化PXI板卡等。左侧是板卡的输入/输出端子。这些模块化板卡的输入/输出接口都和行业内的标准测量仪器通用，完全兼容。而这些模块化板卡的右侧则是通用连接器插头，实现与平台的通信，这些模块化PXI板卡都以一种通用的协议来设计，此处的通信协议是PXI。然后，将上述模块化的板卡安装在相同协议的通用PXI移动实验室平台上，然后平台通过Express Card或者PXI-PCI电缆与计算机连接，再配套使用移动实验室控制软件，实现数据、指令的双向传输。此实验室平台与笔记本或台式电脑相通信，可实现每种测量或分析仪器的控制，从而，实现通用的测试、测量功能。便于对测量的数据进行数据采集、存储，以及，数据分析等。控制软件基于Lab VIEW编写的移动实验室套件，每种测量或分析仪器类型的PXI板卡都有独立的控制软件，可以根据测量需求选择一个或多个不相同类型的模块化PXI板卡，完成对模块化PXI板卡测试信息的收集以及测量指令的发送。

图1是本实用新型可移动实验室组成的方框图；图2是本实用新型移动式实验室仪器模块化PXI板卡示意图；如图1、图2所示，本实用新型移动式实验室，包括，仪器模块化的PXI板卡、PXI机箱和计算机；所述仪器模块化PXI板卡固定安装在设置有PXI插槽的所述的PXI机箱中，所述PXI机箱通过Express Card或者PXI-PCI电缆与计算机连接。所述的仪器模块化的PXI板卡具有1至18块，所述仪器模块化的PXI板卡的输入/输出接口连接与行业内的标准测量仪器的输入/输出接口连接形式相同。所述PXI板卡包括示波器板卡、万用表板卡、数字I/O板卡、波形发生器板卡和电源板卡。仪器模块化的PXI板卡的PCI接口芯片PCI9054。

图3是本实用新型移动式实验室示波器模块化PXI板卡组成示意图；如图3所示，示波器板卡，包括，两个模拟输入通道、数据采集电路、A/D转换电路、 波形触发电路、板上存储器电路、时钟电路、PCI和PXI接口电路，所述A/D转换电路将待测波形，通过所述模拟输入通道、数据采集电路和波形触发电路传送给所述板上存储器电路，通过所述PCI和PXI电路输出到计算机；该板卡有两个模拟输入通道，输入的模拟信号要经过波形触发、数据采集、A/D转换等操作，将数字化的数据保存在板上寄存器，在经过PCI到PXI的转换，将数据经过PXI协议与平台的PXI的背板进行通信，并通过PC显示器显示采集数据波形；同时配套人性化的用户图形界面（GUI）软件，方便用户对采集数据的测量分析处理。

图4是本实用新型移动式实验室数字万用表模块化PXI板卡组成示意图；如图4所示，万用表板卡，包括，时钟振荡器、控制逻辑与自动转换量程逻辑电路、计数器、锁存/译码/驱动器电路、模拟单元电路、电源电路和蜂鸣器驱动电路，所述模拟单元电路，还包括，积分器、比较器、模拟开关、分压电阻、分流电阻、标准电阻、AC/DC转换器和量程选择开关，待测物理量通过所述模拟单元电路输入和所述控制逻辑与自动转换量程逻辑电路，传送给所述计数器和锁存/译码/驱动器电路，通过所述PCI和PXI接口电路输出到计算机。本数字万用表模块化PXI板卡的内部主要包括，时钟振荡器、控制逻辑与自动转换量程逻辑、计数器、锁存/译码/驱动器、模拟部分（积分器、比较器、模拟开关等）、电源部分、蜂鸣器驱动电路；外围元器件主要包括石英晶体。LCD、蜂鸣器、分压电阻、分流电阻、标准电阻、AC/DC转换器、量程选择开关、电源等；同时配套人性化的用户图形界面（GUI）软件，方便用户对采集数据的测量分析保存。

图5是本实用新型移动式实验室数字I/O模块化PXI板卡组成示意图；如图5所示，数字I/O板卡，包括，PCI接口电路、采集存储器、向量生成引擎电路、触发事件控制电路、向量采集时序控制逻辑电路、向量生成时序控制逻辑电路、生成存储器、测试管脚电路、采集门限电压控制电路、生成门限电压控制电路、时钟发生器电路、数据比较模块电路、数字数据/控制信号连接器和PCI接口电路，测量数据经过所述采集存储器、向量生成引擎电路、触发事件控制电路和向量采集时序控制逻辑电路传送给所述生成存储器，测试管脚电路、采集门限电压控制电路、生成门限电压控制电路、时钟发生器电路、数据比较模块电路输出给所述数据比较模块电路、数字数据/控制信号连接器和PCI接口电路，所述数字I/O板卡的最大采样时钟频率为100MHz。该数字I / O板卡最多可达32个数字通道，可以作为电脑/外围设备接口，图形发生器，逻辑分析仪，或刺激响应测试仪等使用。最大采样时钟频率可达到100MHz。

图6是本实用新型移动式实验室波形发生器模块化PXI板卡组成示意图；如图6所示，波形发生器板卡，包括，包括PCI接口电路、板上存储器电路、波形发生引擎电路、触发事件控制电路、数字增益电路、数字滤波和DAC转换电路、模拟输出通道电路、时钟发生器电路和开关矩阵电路，板上存储器存储的是将要加载到设备的波形数据和生成指令，时钟发生器电路生成采样时钟和参考时钟，波形发生引擎电路通过所述采样时钟和参考时钟，根据外部触发状态从板上存储器检索波形数据后输出，输出的波形，经过数字增益电路和数字滤波等处理后，传送到DAC转换电路，经过滤波放大后输出到控制连接器的面板上，同时，数字波形也可通过控制连接器面板输出。

下面着重对本实用新型移动式实验室的电源模块化PXI板卡进行进一步的详细说明：

图7是本实用新型移动式实验室的电源模块化PXI板卡原理方框图；如图7所示，电源板卡，包括，外部电源、隔离电路、整流滤波电路、采样电路、基准电源电路、A/D、D/A转换电路、FPGA电路、PWM占空比控制电路和接口电路，所述外部电源经过达林顿管隔离电路进行隔离后，再经过整流滤波电路，通过FPGA电路来调节所述电源板卡的输出电压的范围，电源板卡的输出电压，通过A/D通道，对所述电源板卡的输出电压、电流状态进行实时采样监视，并将采样数据传送给FPGA电路，通过FPGA电路实现D/A转换后，再经过PWM占空比控制电路控制所述电源板卡输出电压的连续变化。电源模块化PXI板卡是一款可编程、灵活、高功率且适合高精度直流测试应用的PXI模块，其相互隔离的SMU通道，可提供包含4线遥感的四象限±20V输出，每个输出通道都有一个稳压开关和一个线性稳压部分，通过线性稳压虎贲提供恒定电压模式与固定电流模式，使电压和电流控制回路一起工作。在恒流模式中，电源模块化PXI板卡作为一个精确的电流源使用。外部电源作为输入源，经过升压达林顿管隔离、整流滤波后，利用FPGA来实现调节电源的输出电压的范围，输出的电压，经过A/D通道实时监视电源的电压电流输出采样，并将采样数据传递给FPGA，利用FPGA实现的D/A转换，通过输出调节PWM占空比控制输出电压的连续变化，同时，该电源具有过电压和过电流保护电路。

图8是本实用新型移动式实验室的电源模块化PXI板卡电原理图；如图8所示，电源模块化PXI板卡的输入电路220V/50Hz的市电经变压器后输入30V交流，再经全波整流和电解电容E2、E3滤波后送入开关电路。E2、E3取2200μF，其并联使用降低了滤波电容的ESR纹波幅度值。开关电路电中采用串联型开关稳压电源，脉冲宽度调制器为SG3524，功率开关器件为2N6277，电路设有过压过流保护电路，当电源输出过压、过流时，自动切断电路的直流输入，从而达到保护电路的目的。开关电路的工作频率为：

f=1/C9·R17=1/(0.01×10－6×5.1×103)≈20kHz

输出电路由电感L1和电解电容E5、E8组成滤波电路，R5为模拟负载。输出滤波电容的选择十分重要，为了满足最小输出纹波和输出电流要求，电容的ESRmax=ΔVout/ΔIout，ΔVout为纹波幅度，ΔIout为电流设计要求的1/4，为此，E8选用CD28型四端电容，可以满足5A电流输出，纹波小于10mV。

图9是本实用新型移动式实验室的电源模块化PXI板卡的FPGA实现PWM配置原理方框图；如图9所示， 电源模块化PXI板卡中，通过FPGA实现对PWM调节，其中，d[7:0]矢量用于为上级AD采样电路提供的电压电流采样数据，提供调节占空比的控制信号，CS为计算机提供的控制信号，CLK为本地晶振频率，Qout[3:0]矢量为四路信号输出。本电源模块化PXI板卡，可得到脉冲周期固定(用软件设置分频器可改变PWM开关频率，但一旦设置完毕，则其脉冲周期将固定)、占空比决定于控制信号、分辨力为1/256的PWM信号，通过脉宽锁存器模块，可实现对来自计算机的控制信号Data[7:0]的锁存，Data[7:0]的向量值用于决定PWM信号的占空比。CLK本地晶振在经分频模块分频后，可为PWM控制电路中的计数器模块和延时模块提供内部时钟，计数器在每个脉冲的上升沿到来时加1，当计数器的数值为00H或由0FFH溢出时，它将跳到00H时，C端输出高电平至触发器模块的置位端，输出一直保持高电平；当锁存器的值与计数器中的计数值相同时，信号将通过比较器模块比较并输出高电平至触发器模块的复位端，以使I7模块输出低电平，当计数器再次溢出时，又重复上述过程。经过RS触发器，可得到两路相位相反的脉宽调制波，并可实现互锁。延时模块，可防止桥路同侧对管的导通，脉冲输出缓冲器用于输出四路满足设计要求的信号，CS为该模块的控制信号，用于控制信号的输出。本电源模块化PXI板卡中的FPGA 芯片均采用Xilinx的Virtex-5系列芯片XCF08P。

图10是本实用新型移动式实验室的电源模块化PXI板卡的PXI接口电路原理方框图；如图10所示，本电源模块化PXI板卡的PXI接口电路采用专用的PCI接口芯片PCI9054 来实现PXI接口设计。PCI9054是由美国PLX公司生产的先进的PCI I/O Accelerator；符合PCI2.2协议，采用了先进的数据流水线结构技术；局部总线提供了M、C、J 三种工作模式以适应不同的局部处理器；具有可选的串行EEPROM接口，本地总线时钟可和PCI时钟异步。PCI9054内部有6种可编程的FIFO，以实现零等待突发传输及本地总线与PCI总线之间的异步操作；本地时钟可以达到 50MHz，且与 PCI 时钟异步。它支持突发以及DMA传输，能在主模式和从模式、DMA模式下工作，是应用非常广泛的一款PCI接口芯片。数据总线和地址总线是复用的，分别为AD0-AD31；控制总线主要包括C/BE[0:3]#、FRAME#、IRDY#、DEVSEL#、TRDY#、STOP#、IDSEL#、LOCK#、PAR#、PEER#、SERR#、REQ#、GNT#等，在硬件连接时只要将PXI接口和PCI9054对应的这些端口相连即可。与串行EEPROM对应的端口为CS、SK、DI、DO，在电路中DI和DO是物理连接的，EEPROM的EEDI/EEDO引脚的配置要注意：当不安装EEPROM时，该引脚一定要下拉，用1kΩ的下拉电阻即可，此时启动后9054会按默认值进行配置；当安装空白的EEPROM时，该引脚需要上拉；当安装烧录好的EEPROM时，该引脚需要上拉。

图11是本实用新型移动式实验室的电源模块化PXI板卡的局部总线电路的连接方框图；如图11所示，电源模块化PXI板卡的局部总线电路中PCI9054的局部总线分别与FPGA和功能模块相连。由于在功能模块中用到的是FIFO缓存器，所以，不需要局部地址总线，只需将数据总线分别连接到两块FIFO中，局部总线的控制信号和FIFO的控制信号连接到FPGA中，通过FPGA来控制FIFO的读写。为了灵活地改变数据的传输速率，在FPGA中调用锁相环来给FIFO分配读写时钟。为了配合外部电路的速度和匹配要求，在这里应用了ISE的库生成了PLL(Phase Locked Loop)。PLL具有低的时钟偏移，应用灵活，通过调整比例关系就可以得到所需要的时钟频率。通过设置寄存器DMAMODE的第7位可以使能或禁止外部等待输入控制信号READY#，以使PCI9054工作于外部等待或内部等待状态。当READY#被禁止时，则在每次传输的地址和数据间插入等待状态，其数目由内部的等待状态计数器决定；若READY#使能，则READY#信号的持续时钟周期决定了附加的等待状态。本设计采用C模式READY#使能方式。根据PCI9054的时序图，每次数据传输时，首先发出地址选通信号ADS#，当总线准备好则使READY#信号有效，开始数据传输；否则总线处于等待状态。数据一旦开始传输，局部总线控制器将判断传输结束标志信号BLAST#，若BLAST#为高电平，则发出有效的READY#信号，数据持续传输，否则，在发出最后一个READY#信号后结束数据传输。状态机转换的具体过程如表1。

  表1：状态机转换过程

本实用新型中FPGA 芯片均采用Xilinx的Virtex-5系列芯片，所述的FPGA芯片均采用Xilinx的XCF08P芯片，在ISE软件下编写了整个的程序。在Windows操作系统中，用户应用程序通过驱动程序来访问PCI设备。在WDM中，采用了分层的驱动程序体系结构，总线驱动程序或类驱动程序在最底层直接与设备打交道，设备功能驱动程序在上层通过与低层驱动程序打交道，实现设备的功能，中间还可以有类过滤驱动程序或设备过滤驱动程序用于数据的过滤或转换。

图12是本实用新型移动式实验室的电源模块化PXI板卡的过电压保护电路原理图；如图12所示， 在电源模块化PXI板卡的过电压保护电路中，采用简单的RC吸收电路。将图12所示的电路并联到MOSFET两端即可有效限制冲击过电压。电容的参数可以通过实测来计算，也可以简单地选取MOSFET极间电容的2倍，电阻的参数与开关频率有关。

图13本实用新型移动式实验室的电源模块化PXI板卡的过电流保护电路原理图；如图13所示， 在电源模块化PXI板卡的过电流保护电路中，采用晶体管过电流保护电路，R1—R10为2W 1Ω的标准电阻，当电流超过预定值时，在并联电阻上的压降超过0.7V，三极管V11导通，此时，MOSFET  V12将因栅源极间承受反向电压而截止，从而切断主电路；当电流值正常时，MOSFET  V12正常导通，不会影响电路的正常工作。

将上述具有PXI插槽的模块化电源板卡安装在具有PXI背板的移动实验室平台上，然后平台通过Express Card或者PXI-PCI电缆与电脑连接，再配套使用移动实验室控制软件，实现数据、指令的双向传输。

本实用新型基于PXI技术平台，数种电子测量和分析仪器以仪器模块化的PXI板卡整合在一起，通过计算机，可实现对电子测量和分析仪器的控制，从而，实现数据采集、数据存储和数据分析等功能，节约时间，使用方便；提高了通用实验室平台的小型化和可移动性，提高适应环境的能力；界面简约，易于操作。

值得指出的是，本实用新型的保护范围并不局限于上述具体实例方式，根据本实用新型的基本技术构思，也可用基本相同的结构可以实现本实用新型的目的，只要本领域普通技术人员无需经过创造性劳动，即可联想到的实施方式，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种移动式实验室，其特征在于，包括，仪器模块化的PXI板卡、PXI机箱和计算机；所述仪器模块化PXI板卡固定安装在设置有PXI插槽的所述的PXI机箱中，所述PXI机箱通过Express Card或者PXI-PCI电缆与计算机连接。

2.根据权利要求1所述的移动式实验室，其特征在于，所述的仪器模块化的PXI板卡具有1至18块，所述仪器模块化的PXI板卡的输入/输出接口连接与行业内的标准测量仪器的输入/输出接口连接形式相同；所述PXI板卡包括示波器板卡和万用表板卡。

3.根据权利要求2所述的移动式实验室，其特征在于，所述PXI板卡还包括有数字I/O板卡、波形发生器板卡和电源板卡。

4.根据权利要求2所述的移动式实验室，其特征在于，所述的示波器板卡，包括，两个模拟输入通道、数据采集电路、A/D转换电路、 波形触发电路、板上存储器电路、时钟电路、PCI和PXI接口电路，所述A/D转换电路将待测波形，通过所述模拟输入通道、数据采集电路和波形触发电路传送给所述板上存储器电路，通过所述PCI和PXI电路输出到计算机。

5.根据权利要求2所述的移动式实验室，其特征在于，所述的万用表板卡，包括，时钟振荡器、控制逻辑与自动转换量程逻辑电路、计数器、锁存/译码/驱动器电路、模拟单元电路、电源电路和蜂鸣器驱动电路，所述模拟单元电路，还包括，积分器、比较器、模拟开关、分压电阻、分流电阻、标准电阻、AC/DC转换器和量程选择开关，待测物理量通过所述模拟单元电路输入和所述控制逻辑与自动转换量程逻辑电路，传送给所述计数器和锁存/译码/驱动器电路，通过所述PCI和PXI接口电路输出到计算机。

6.根据权利要求3所述的移动式实验室，其特征在于，所述的数字I/O板卡，包括，采集存储器、向量生成引擎电路、触发事件控制电路、向量采集时序控制逻辑电路、向量生成时序控制逻辑电路、生成存储器、测试管脚电路、采集门限电压控制电路、生成门限电压控制电路、时钟发生器电路、数据比较模块电路、数字数据/控制信号连接器和PCI接口电路，测量数据经过所述采集存储器、向量生成引擎电路、触发事件控制电路和向量采集时序控制逻辑电路传送给所述生成存储器，测试管脚电路、采集门限电压控制电路、生成门限电压控制电路、时钟发生器电路、数据比较模块电路输出给所述数据比较模块电路、数字数据/控制信号连接器和PCI接口电路，所述数字I/O板卡的最大采样时钟频率为100MHz。

7.根据权利要求3所述的移动式实验室，其特征在于，所述的波形发生器板卡，包括，包括PCI接口电路、板上存储器电路、波形发生引擎电路、触发事件控制电路、数字增益电路、数字滤波和DAC转换电路、模拟输出通道电路、时钟发生器电路和开关矩阵电路，板上存储器存储的是将要加载到设备的波形数据和生成指令，时钟发生器电路生成采样时钟和参考时钟，波形发生引擎电路通过所述采样时钟和参考时钟，根据外部触发状态从板上存储器检索波形数据后输出，输出的波形，经过数字增益电路和数字滤波等处理后，传送到DAC转换电路，经过滤波放大后输出到控制连接器的面板上，同时，数字波形也可通过控制连接器面板输出。

8.根据权利要求3所述的移动式实验室，其特征在于，所述的电源板卡，包括，外部电源、隔离电路、整流滤波电路、采样电路、基准电源电路、A/D、D/A转换电路、FPGA电路、PWM占空比控制电路和接口电路，所述外部电源经过达林顿管隔离电路进行隔离后，再经过整流滤波电路，通过FPGA电路来调节所述电源板卡的输出电压的范围，电源板卡的输出电压，通过A/D通道，对所述电源板卡的输出电压、电流状态进行实时采样监视，并将采样数据传送给FPGA电路，通过FPGA电路实现D/A转换后，再经过PWM占空比控制电路控制所述电源板卡输出电压的连续变化。

9.根据权利要求3至8任一权利要求的移动式实验室，其特征在于，所述仪器模块化的PXI板卡的PCI接口芯片为PCI9054。

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