基于GPIB的中頻數(shù)字收發(fā)模塊自動測試系統(tǒng)設計

崔祺 程玉強

摘 要：該自動測試系統(tǒng)設計思想采用了LabVIEW面向對象設計及 GPIB總線技術。本文闡述了自動測試系統(tǒng)的組成及功能。本系統(tǒng)可以實現(xiàn)對中頻數(shù)字收發(fā)模塊數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)的分析處理、以及報表生成等功能。

關鍵詞：中頻數(shù)字收發(fā)模塊； GPIB； 自動測試系統(tǒng)

一、引言

隨著電子、計算機科學的發(fā)展及廣泛應用，日益復雜的測試任務對電子測量技術及電子測量儀器設備提出了越來越高的要求。近年來，無論是航空和航天系統(tǒng)和導彈系統(tǒng)的設計、調試與維護，或者大規(guī)模集成電路的生產(chǎn)階段與交驗階段的測試，都遠非人工測試所能勝任。作為軍事和民用設備，我所雷達己經(jīng)廣泛應用于軍事、導航、氣象等領域。隨著現(xiàn)代雷達的功能不斷增強，雷達分機已從純模擬式進化為帶數(shù)字式智能部件的系統(tǒng)，因此作為雷達核心部件——中頻數(shù)字收發(fā)模塊自動測試系統(tǒng)的研究具有十分重要的應用前景。由于目前智能儀器大部分都帶有GPIB接口，本文提出了基于GPIB的中頻數(shù)字收發(fā)模塊自動測試系統(tǒng)設計的方法。

二、系統(tǒng)的功能與要求

本自動測試系統(tǒng)用于某雷達中頻數(shù)字收發(fā)模塊的測試工作，可對中頻數(shù)字收發(fā)模塊進行發(fā)射功率、接收鏡像抑制度、接收信噪比等指標的測試；可完成中頻數(shù)字收發(fā)模塊“中頻自檢”功能的驗證。該自動測試系統(tǒng)利用GPIB總線將多臺測量儀器與控制計算機相連，組成一個完整的自動測試系統(tǒng)。

三、自動測試系統(tǒng)設計

中頻數(shù)字收發(fā)模塊自動測試系統(tǒng)組成框圖如下圖所示：

測試系統(tǒng)基本工作原理 ：中頻數(shù)字收發(fā)模塊測試系統(tǒng)由電源、信號源、頻譜儀等組建測試設備，對被測件進行綜合測試。計算機通過GPIB控制測試設備產(chǎn)生測試所需要的各種激勵，這些激勵通過被測件產(chǎn)生的輸出信號也轉送到相應的測試儀表；計算機負責數(shù)據(jù)采集，并進行數(shù)據(jù)處理，最終生成測試報告。

3.1 硬件組成及電訊設計

自動測試系統(tǒng)硬件可分為測試機柜、測試適配器和連接電纜三部分組成，具體的設備清單及框圖如下所示：

整個測試過程分為接收與發(fā)射兩類測試。

接收測試過程為：系統(tǒng)加點預熱至穩(wěn)定，操作者在計算機上運行自動測試軟件，控制中頻數(shù)字收發(fā)模塊處于接收狀態(tài)；計算機通過GPIB總線遙控電源與信號源，被測模塊接收輸出數(shù)據(jù)通過光纖傳輸至數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊對光信號進行光電解調后再通過并口傳輸至計算機，測試軟件對數(shù)據(jù)進行分析計算得出接收指標，并將結果填入報表顯示。

發(fā)射測試過程為：系統(tǒng)加點預熱至穩(wěn)定，操作者在計算機上運行自動測試軟件，控制中頻數(shù)字收發(fā)模塊處于發(fā)射狀態(tài)；計算機通過GPIB總線控制電源與頻譜儀，被測模塊發(fā)射輸出信號通過射頻電纜連接至被測儀表，通過儀表直接測量讀出，并將結果填入報表顯示。

3.2 軟件總體方案設計

本測試系統(tǒng)軟件分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和報表顯示三個部分，見下圖：

軟件編程環(huán)境采用LabVIEW；數(shù)據(jù)采集和報表顯示的功能如下表：

在測試過程中，自動測試軟件通過儀表的GPIB接口等，對系統(tǒng)進行初始化，發(fā)出各種儀表、中頻數(shù)字收發(fā)模塊狀態(tài)控制等操作命令，同時接收系統(tǒng)中各個儀表的返回信息，并對相關數(shù)據(jù)進行處理，從而快速地完成自動測試，顯示并保存測試結果。

自動測試軟件結構采用基于開放式框架結構，由表示層、業(yè)務邏輯層、設備驅動層與儀器設備層共4個層次組成。其中表示層提供應用程序的用戶界面，業(yè)務層實現(xiàn)應用程序的業(yè)務功能，如測試程序管理、數(shù)據(jù)管理等。

用戶通過表示層與測試系統(tǒng)進行交互，通過向測試系統(tǒng)的發(fā)送操作指令，完成特定的操作功能。

測試系統(tǒng)通過業(yè)務邏輯層與測試程序軟件及其它的功能模塊進行通信，為用戶提供諸如選擇測試項目，進行測試；數(shù)據(jù)管理等操作。

設備驅動層主要存在于測試程序與設備驅動程序之間，作為測試程序與測量儀器、被測試件、開關網(wǎng)絡等相關驅動程序之間進行通信的接口。

儀器設備層主要是VISA函數(shù)庫與儀器設備間的輸入輸出接口，是本系統(tǒng)與硬件設備間進行交互的最低層。

3.3 環(huán)境條件

1、環(huán)境溫度：20℃？5℃，相對濕度：45～80%

2、周圍環(huán)境：無影響正常工作的振動和電磁干擾等。

四、結束語

該自動測試系統(tǒng)的研制已成功應用于實際生產(chǎn)中。經(jīng)實際驗證測試一件中頻數(shù)字收發(fā)模塊僅需15分鐘，大大提高了生產(chǎn)效率，有效解決了中頻數(shù)字收發(fā)模塊批量生產(chǎn)測試需求。同時該系統(tǒng)運行穩(wěn)定、操作方便、測量精度高、圖形界面友好，為同類產(chǎn)品測試提供借鑒。

參考文獻：

[1]王才華，DAM自動測試系統(tǒng)的研制[J]. 合肥： 雷達科學與技術，2015.

[2]張奕， DAM中多通道數(shù)字收發(fā)的設計與實現(xiàn)[J]. 合肥：雷達科學與技術，2012.