機(jī)載電子設(shè)備ATE微波控制器設(shè)計(jì)與研制

摘 要：本文設(shè)計(jì)并研制一種新型的ATE 微波控制器，應(yīng)對 ATE 各種射頻線路的控制與連接自動化。研究根據(jù)ATE 微波控制器總體設(shè)計(jì)方案以及ATE 微波控制器射頻控制的實(shí)際需求，規(guī)劃控制器整體架構(gòu)、硬件結(jié)構(gòu)及調(diào)理電路，附例法闡述軟件控制編碼設(shè)計(jì)。實(shí)踐結(jié)果顯示：該微波控制器射頻傳輸損耗小，微波開關(guān)切換精準(zhǔn)度高，可以實(shí)現(xiàn)ATE 系統(tǒng)對微波控制器射頻儀器資源與被測射頻設(shè)備射頻高精度連接。

關(guān)鍵詞： 射頻測試；自動測試設(shè)備；射頻控制；微波開關(guān)；被測設(shè)備

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.111

0 引 言

在現(xiàn)有技術(shù)市場中，ATE系統(tǒng)在眾多大型機(jī)載電子設(shè)備的系統(tǒng)中深受青睞[1]。ATE 測試根據(jù)不同的測試方法簡單分為視頻測試、射頻測試、高頻測試、低頻測試幾種。研究設(shè)計(jì)新型微波控制器，可以利用遠(yuǎn)程操作的方式實(shí)現(xiàn)ATE 系統(tǒng)對微波控制器射頻儀器資源與被測射頻設(shè)備射頻連接。

1 總體方案設(shè)計(jì)和硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 微波控制器的總體設(shè)計(jì)

新型的控制器以工控機(jī)為關(guān)鍵組件，以數(shù)字 I/O 控制為基礎(chǔ)，利用特制的筆記本內(nèi)置接口卡實(shí)現(xiàn)各模塊控制，完成各種測試和系統(tǒng)調(diào)試。 工控機(jī)連接機(jī)箱采用特制的主機(jī)箱，利用1394 總線實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵組件與VXI控制器通信，達(dá)到程控目的。利用 VMIP 接口，VM型數(shù)字模塊，完成各模塊與機(jī)箱的鏈接操控。

該微波控制器可通過遠(yuǎn)程控制自動進(jìn)行射頻端口信號的切換。微波同軸開關(guān)的選擇應(yīng)考慮隔離能力，綜合考慮插損，可靠性等因素。相較于一般同軸開關(guān)，Agilent 同軸開關(guān)具備插損值小，相鄰?fù)ǖ栏綦x度大， 高可靠性通斷操作，動作速度快等優(yōu)點(diǎn)。而上海華湘單刀雙擲同軸開關(guān)具有通過耐受性高，適合大功率射頻的特點(diǎn)。故選擇在微波測試時兩種開關(guān)合理搭配，優(yōu)化使用。K 1和 K 2選擇上海華湘SHX-801001-F-S同軸開關(guān)。K 3 和K 4～K 6分別選擇Agilent 8766-8767型同軸開關(guān)。同時設(shè)計(jì)添加250W 的 30dB 射頻衰減器，控制射頻功率高的信號功率衰減，在一定范圍內(nèi)保障各組件和儀器的安全。

2 微波開關(guān)的軟件控制編碼設(shè)計(jì)

微波控制器各同軸開關(guān)的控制編碼設(shè)計(jì)6 組分?jǐn)?shù)字控制，每組分又由一個外接時鐘 CLK 控制針、I/O 控制針、以及DATA x.0-7三個部分組成。設(shè)計(jì)利用一種組合的的正確電平驅(qū)動，將上述幾種類型開關(guān)組合形成新的微波控制器，保障測試儀器端與COM 端的連接可靠性。如圖 2 ，施加給 K 1 、K 2 控制端高電平，開關(guān)公共端與NO、NC端選擇鏈接。如表1，施加給K3～K6控制端高電平，選擇控制具有不唯一性。

3 微波控制器調(diào)試與測試結(jié)果

在總體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)將控制器內(nèi)部分為兩個大區(qū)，即開關(guān)區(qū)與其他電路區(qū)。又具體劃分為調(diào)理電路、電源、微波控制區(qū)等不同功能區(qū)。該微波控制器較于其他控制器，具有射頻傳輸精度高，安裝維修簡單易行，抗干擾性高等明顯優(yōu)勢?？刂破鞯恼{(diào)試運(yùn)用開關(guān)電源和萬用表和雷達(dá)綜測儀等完成。通過分析衰減器匹配負(fù)載阻值，利用萬用表測量控制器開關(guān)線路內(nèi)控制編碼各個端口、線路以及轉(zhuǎn)換操作后電路導(dǎo)通電阻阻值，測試分析兩種類型的開關(guān)電源各端口、線路的編碼控制和調(diào)試方法。通過測試結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)該設(shè)計(jì)方案可以實(shí)現(xiàn)控制器基本需求，可行性較高；調(diào)試電路單路輸入電流遠(yuǎn)低于單路輸出能力值；調(diào)試電路明顯降低了對I/O 的驅(qū)動需求，增強(qiáng)了模塊的使用穩(wěn)定性、可靠性。并且調(diào)理電路提供的微波開關(guān)驅(qū)動電流最大值可達(dá)到130 mA，滿足Agilent 微波開關(guān)的驅(qū)動需求。Agilent 微波開關(guān)不同端口的接通轉(zhuǎn)換時間在 ms 級，滿足系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)公式：

4 結(jié)束語

該微波控制器射頻傳輸損耗小，微波開關(guān)切換精準(zhǔn)度高，可以實(shí)現(xiàn)ATE 系統(tǒng)對微波控制器射頻儀器資源與被測射頻設(shè)備射頻高精度連接。設(shè)計(jì)方案的可操作性較高，能為市場生產(chǎn)提供理論依據(jù)和參考意義。

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作者簡介：張旺（1984-），男，江蘇鹽城人，本科，助理工程師，從事微波射頻電路方面的研究。