一種收發(fā)組件自動測試設(shè)備

文/袁毛 張弛 陳婷

在傳統(tǒng)的收發(fā)組件測試中，單個組件的檢測，需要動用大量儀表，且由于組件在不同頻率具有不同特性，每切換一個頻率，先要通過手動設(shè)置、校準(zhǔn)好各儀表的參數(shù)，而后又要通過人工計算出對應(yīng)的修正數(shù)據(jù)，然后將修正數(shù)據(jù)經(jīng)固定接口輸入方能對其進(jìn)行調(diào)整。這種方式使得前期準(zhǔn)備工作量大，測試、校正過程極為繁瑣。

本文介紹一種可通過計算機(jī)一鍵切換頻點，測試與計算修正值可同步進(jìn)行，并能快速存儲、及時輸入和修正誤差，大大減少人為干預(yù)及儀器校準(zhǔn)次數(shù)，采用標(biāo)準(zhǔn)化接口，實現(xiàn)高效率、大批量、高質(zhì)量的準(zhǔn)確檢測和修正，解決現(xiàn)有技術(shù)每次測試前和測試后必須人工對多部儀器逐個設(shè)置校準(zhǔn)參數(shù)，及必須手動計算和輸入完成誤差修正，操作、維護(hù)麻煩，增加制作成本問題，操作和維護(hù)簡單方便，使用壽命長，有效降低制作成本的收發(fā)組件自動測試設(shè)備。

1 組成

該收發(fā)組件自動測試設(shè)備由DDS信號源、混頻組件、信號轉(zhuǎn)換板、控制板、計算機(jī)構(gòu)成。

2 技術(shù)方案

2.1 DDS信號源

具有四路同步DDS信道，可獨立進(jìn)行頻率、相位、幅度控制，信道隔離度大于65dB，具有線性頻率相位幅度掃描能力及16電平頻率相位幅度調(diào)制能力。帶有4個可編程滿量程電流獨立的DAC音頻模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，最高輸出頻率可達(dá)200MHz。工作時由DDS產(chǎn)生兩路變頻信號，分別為40～90MHz和10～60MHz，這兩路信號經(jīng)低通濾波器后分別送至混頻組件。

2.2 混頻組件

將DDS信號源產(chǎn)生的40～90MHz變頻信號與360MHz固定本振信號經(jīng)上變頻后通過帶通濾波器產(chǎn)生頻率為400～450MHz、信號幅度為10dBm的基準(zhǔn)激勵信號；將頻率為4～4.5MHz的射頻信號與DDS信號源產(chǎn)生的10～60MHz的變頻信號經(jīng)下混頻后產(chǎn)生370MHz的射頻信號，通過射頻帶通濾波器后與360MHz固定本振進(jìn)行下混頻，再經(jīng)中頻帶通濾波器產(chǎn)生10MHz的中頻信號輸送至信號轉(zhuǎn)換板采樣，該中頻信號（包括被測的發(fā)射信號和被測的接收信號）的幅度（峰-峰值）應(yīng)小于2V。32MHz參考時鐘通過分頻產(chǎn)生8MHz和16MHz兩路時鐘，經(jīng)差分轉(zhuǎn)換后輸送至信號轉(zhuǎn)換板作為采樣時鐘。

2.3 信號轉(zhuǎn)換板

通過A/D轉(zhuǎn)換電路將輸入的中頻信號轉(zhuǎn)換為14位數(shù)字信號，再通過LVDS輸出接口將低壓差分信號電平數(shù)據(jù)發(fā)送到控制板。采用LVDS輸出接口傳輸數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速率、低噪聲、遠(yuǎn)距離、高準(zhǔn)確度的傳輸。信號轉(zhuǎn)換板一共有五個連接器，分別接入基準(zhǔn)中頻信號、發(fā)射中頻信號、接收中頻信號、備份中頻信號及8MHz時鐘信號。

2.4 控制板

采用FPGA芯片作為終端數(shù)據(jù)采集模塊，完成對數(shù)據(jù)存儲電路、DDS信號源、A/D信號轉(zhuǎn)換板信號采集、網(wǎng)絡(luò)通訊配置和邏輯控制，以及各種觸發(fā)控制。

主要功能包括：與計算機(jī)進(jìn)行通訊獲取控制命令，通過RJ45接口轉(zhuǎn)發(fā)收發(fā)組件的狀態(tài)信息；轉(zhuǎn)發(fā)對收發(fā)組件的控制命令；通過RS485接口接收收發(fā)組件返回的狀態(tài)信息；通過RS422串行數(shù)據(jù)接口，控制DDS信號源的模式、輸出頻率、幅度等；讀取A/D信號轉(zhuǎn)換板采集的相位數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)發(fā)計算機(jī)的顯示信息。

2.5 計算機(jī)

計算機(jī)通過串口實現(xiàn)該收發(fā)組件自動測試設(shè)備的控制，主要包括收發(fā)狀態(tài)選擇、工作頻點選擇、信號通道的選擇以及數(shù)據(jù)的處理與輸出。

計算機(jī)主要測試的指標(biāo)有：

（1）輸出波形：脈沖上升時間：tr≤1.3μs；脈沖下降時間：tf≤1.3μs；脈沖寬度：512μs±2μs；脈沖頂降：△ u/u ≤ 10%。

（2）對改善因子的限制：≥55 dB（外置儀表測試后將數(shù)據(jù)通過LAN接口讀出并顯示）。

（3）諧波抑制：≥30 dB（外置儀表測試后將數(shù)據(jù)通過LAN口讀出并顯示）。

（4）接收輸入駐波：≤1.8。

（5）接收增益：23.5dB±0.8dB。

（6）噪聲系數(shù)：NF≤5dB（外置儀表測試后將數(shù)據(jù)通過LAN網(wǎng)絡(luò)接口讀出并顯示）。

（7）發(fā)射狀態(tài)功率：≥200W

（8）發(fā)射狀態(tài)效率：≥30%（外部輸入電流電壓值再處理）。

（9）T組件相位：0°±10°；R組件相位：0°±10°。

（10）故障檢測與保護(hù)：

故障檢測與保護(hù)包括：輸出功率檢測，駐波保護(hù)檢測，電源故障檢測，溫度檢測，限幅器開、短路故障檢測。

（11）通訊功能：

收發(fā)組件通過通訊控制接口與監(jiān)控系統(tǒng)完成通訊功能，并執(zhí)行監(jiān)控系統(tǒng)的指令。

3 結(jié)束語

該收發(fā)組件自動測試設(shè)備通過DDS信號源、混頻組件、信號轉(zhuǎn)換板、控制板和計算機(jī)，實現(xiàn)一鍵測量全部指標(biāo)，自動切換頻點及電子開關(guān)，在不同通道測試時，無需人工切換連接電纜，測試中遇突發(fā)情況可暫停測試，實時保存結(jié)果，利于再次導(dǎo)入使用。所有測量結(jié)果可自動生成電子報表，無需人工記錄，節(jié)省人力資源，避免出錯，同時大大減少測試儀表使用量，節(jié)約了成本。能提供比儀表更好的信號源，各通道可獨立濾波、放大，信號幅度與相位、脈沖包絡(luò)等可通過A/D信號轉(zhuǎn)換板直接采樣，且無論測試多少收發(fā)組件，均只需一周校準(zhǔn)一次，工作穩(wěn)定性好。由于無需人工測量幅相頻率特性、計算修正值、連接和輸送數(shù)據(jù)，有效避免人工干預(yù)造成的事故，因此測試、修改誤差全程更快速、準(zhǔn)確。操作簡單方便。很好地解決了現(xiàn)有技術(shù)每次測試前和測試后必須人工對多部儀器逐個設(shè)置校準(zhǔn)參數(shù)，及必須手動計算和輸入完成誤差修正，操作、維護(hù)麻煩，增加制作成本的問題。

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