步進(jìn)衰減器S參數(shù)自動(dòng)化測(cè)試程序的設(shè)計(jì)和應(yīng)用

周敏

【摘要】 本文介紹步進(jìn)衰減器S參數(shù)自動(dòng)化測(cè)試程序的原理和設(shè)計(jì)，在無(wú)需人工操作網(wǎng)絡(luò)分析儀的情況下，讓自動(dòng)化測(cè)試程序通過(guò)與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的接口協(xié)議和命令來(lái)控制網(wǎng)絡(luò)分析儀，從而達(dá)到批量測(cè)量被測(cè)件的衰減量，駐波比等微波S參數(shù)的目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】 步進(jìn)衰減器 S參數(shù) 自動(dòng)化測(cè)試程序

一、引言

“步進(jìn)衰減器在檢驗(yàn)時(shí)需要測(cè)試在典型通信頻段如800MHz，900MHz，1800MHz，2100MHz的每一步級(jí)衰減單元的S參數(shù)，包括正向插入損耗（即0dB時(shí)的S21），反向插入損耗（即0dB時(shí)的S12），正向駐波比（S11），反向駐波比（S22），正向衰減量（即各衰減單元的S21），反向衰減量（S12）。以及頻帶內(nèi)插損最大值，駐波最大值，衰減量最大值，判斷這些數(shù)據(jù)是否滿足技術(shù)指標(biāo)并儲(chǔ)存測(cè)試曲線。因此，開(kāi)發(fā)一種自動(dòng)化測(cè)試程序來(lái)控制整個(gè)測(cè)量過(guò)程，將會(huì)極大地提高測(cè)試效率和測(cè)試速度，同時(shí)能最大限度的減少人為因素，并保證測(cè)試的準(zhǔn)確性。

二、自動(dòng)化測(cè)試程序的原理及組成

自動(dòng)化測(cè)試程序采用Visual Basic6.0軟件平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，通過(guò)GPIB接口對(duì)網(wǎng)絡(luò)儀進(jìn)行控制。在軟件的設(shè)計(jì)中，采用了自頂向下的樹(shù)形結(jié)構(gòu)，并且引入模塊化的設(shè)計(jì)思想。在開(kāi)發(fā)平臺(tái)Visual Basic 6.0上按軟件設(shè)計(jì)流程圖（見(jiàn)下圖）編制完成了自動(dòng)化測(cè)試軟件開(kāi)發(fā)工作，通過(guò)預(yù)先設(shè)置好初始參數(shù)（如：起始頻率、終止頻率、被檢步進(jìn)衰減器型號(hào)和序號(hào)等），系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)的控制下，運(yùn)行自動(dòng)測(cè)試、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、存盤(pán)輸出等子程序，實(shí)現(xiàn)全頻段的自動(dòng)測(cè)試和數(shù)據(jù)輸出。

步進(jìn)衰減器自動(dòng)化測(cè)試程序的特點(diǎn)：

1、軟件采用模塊化、結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)。2、軟件采用數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，采用堆疊式模塊組成，各模塊獨(dú)立完成相應(yīng)功能，編程擴(kuò)展方便，全開(kāi)放。3、用戶接口支持多窗口操作，具有友好的用戶界面。4、軟件功能的開(kāi)發(fā)均以滿足步進(jìn)衰減器測(cè)試過(guò)程的實(shí)際需要為目標(biāo)，具有良好的可操作性和可維護(hù)性，并具有高度的靈活性和擴(kuò)展性，便于軟件系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí)。5、通訊方式采用LAN通訊，傳輸速度快。同時(shí)可提供COM串口、GPIB、USB接口通訊等。

自動(dòng)化測(cè)試的軟件配置：

操作系統(tǒng)軟件采用Windows XP，該操作系統(tǒng)為實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)， 勿需特殊開(kāi)發(fā)即滿足應(yīng)用要求。操作系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

1、為提高計(jì)算機(jī)利用率和響應(yīng)時(shí)間，操作系統(tǒng)具有優(yōu)先權(quán)為基礎(chǔ)的任務(wù)調(diào)度執(zhí)行，資源管理分配以及任務(wù)間通訊和控制手段，優(yōu)先級(jí)有32級(jí)。2、具有輸入輸出設(shè)備的直接控制能力。3、能有效地執(zhí)行高級(jí)語(yǔ)言程序。4、能執(zhí)行診斷檢查，故障自動(dòng)切除。5、對(duì)系統(tǒng)的啟動(dòng)、終止、監(jiān)視、組態(tài)和其他聯(lián)機(jī)活動(dòng)有交互式語(yǔ)言和命令程序支持。6、通過(guò)任務(wù)名稱、數(shù)據(jù)名稱和操作標(biāo)號(hào)實(shí)現(xiàn)軟件相互連接7、為系統(tǒng)生成提供服務(wù)。

自動(dòng)化測(cè)試軟件和網(wǎng)絡(luò)分析儀部分通訊接口命令：

1、CALC1：PAR1：SEL+回車換行

通道切換

2、CALC1：FREQ：DATA？+回車換行

讀取曲線固定點(diǎn)（默認(rèn)設(shè)置為201個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)）的頻率

讀取當(dāng)前通道的所有曲線點(diǎn)的所有值（如果采用默認(rèn)點(diǎn)201個(gè)點(diǎn)，那么，讀出的數(shù)據(jù)返回值為201組，每組的第一個(gè)數(shù)據(jù)代表插入損耗或者駐波比，第二個(gè)數(shù)據(jù)為無(wú)效數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過(guò)逗號(hào)分開(kāi)）。

3、MMEM：STOR：IMAGE “D：IMAGE01.png”+回車換行

保存網(wǎng)絡(luò)分析儀屏幕上的圖形。

注釋：第11條命令和第12條命令組合使用，可以對(duì)被選擇的通道進(jìn)行校零

4、CALC1：MATH：FUNC：NORM+回車換行

調(diào)回校準(zhǔn)曲線（在此之前，需要切換到對(duì)應(yīng)的通道）

5、SYST：BEEP：WARN：STAT OFF+回車換行

關(guān)閉蜂鳴

三、數(shù)據(jù)采集與輸出

按照上述測(cè)試表格，我們通過(guò)手工和運(yùn)用自動(dòng)化測(cè)試程序兩種方式，通過(guò)實(shí)際測(cè)量一個(gè)0-50dB衰減器的S參數(shù)并存儲(chǔ)曲線，手工測(cè)試需要22分鐘，通過(guò)自動(dòng)化測(cè)試程序只需要2分鐘，測(cè)試效率的提高是顯而易見(jiàn)的。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文自動(dòng)化測(cè)試程序通過(guò)計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)分析儀，達(dá)到批量測(cè)量被測(cè)件的衰減量，駐波比等微波S參數(shù)的目標(biāo)，可以有效地提高測(cè)試效率，并保證測(cè)試的準(zhǔn)確性。該程序還可以推廣到大部分微波器件或子系統(tǒng)的S參數(shù)測(cè)量，數(shù)據(jù)保存，分析和報(bào)表輸出。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 趙春暉. 現(xiàn)代微波技術(shù)基礎(chǔ). 哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2000

[2] 董樹(shù)義. 微波測(cè)量技術(shù)[M].北京： 北京理工大學(xué)出版社，1990

[3] 湯世賢. 微波測(cè)量[M] 修訂版.北京： 國(guó)防工業(yè)出版社，1991

[4] 劉延軍. 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量機(jī)理[C]. 電子測(cè)量及儀器學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集， 2002，