基于GPIB總線的變頻器自動測試系統設計

中國電子科技集團公司第四十一研究所 王 剛

基于GPIB總線的變頻器自動測試系統設計

中國電子科技集團公司第四十一研究所 王 剛

針對傳統測試方法工作量繁瑣等問題，設計了一套應用于變頻器的自動測試系統，大大提高了測試效率及測試結果的準確性。文中較全面地描述了變頻器自動測試系統的軟硬件組成及實現方法。該系統已應用于實際的生產測試中，有效驗證了系統設計的合理性。

變頻器；GPIB總線；自動測試系統

微波變頻器廣泛應用于微波發射和接收系統中，是系統的關鍵部件，其性能的可靠性對整個系統至關重要。隨著通信技術的發展，變頻器需要測試的技術指標越來越多，對測試系統的要求也相應提高。傳統的測試系統多為手動操作儀器讀數記錄，不僅耗費人力和時間，也容易出現操作失誤或數據誤判。

本文設計的基于GPIB總線的變頻器自動測試系統則實現了自動化測試功能，系統通過GPIB總線將所需的儀器及射頻開關矩陣連接到計算機上，操作人員完成測試系統與產品連接后，即可由測試系統完成自動測試。自動測試系統提高了桌面測試及環境試驗測試工作的效率和準確度，有效縮短了產品測試周期。

一、基于GPIB的自動測試系統設計

本文介紹的變頻器自動測試系統分為硬件和軟件兩部分，系統通過GPIB總線將工控機、開關矩陣和各個測試儀器進行連接，通過自動測試軟件分別對儀器狀態進行設置，再按照編輯好的測試序列依次對變頻器的各個性能進行自動測試，并對測試數據進行采集，記錄在工控機內，同時顯示最終結果。

圖1 變頻器自動測試系統連接框圖

圖2 系統軟件流程圖

二、系統硬件組成

該變頻器自動測試系統包括工控機、顯示器、射頻開關矩陣、程控穩壓電源、數字萬用表、信號源、功率計、頻譜分析儀、標量網絡分析儀及測試電纜等。系統連接如圖1所示。

工控機在GPIB總線中作為控者，控制各個設備按照一定的次序運行，控制開關矩陣打通需要的通道，從各個測試儀器中采集測試數據，記錄并存儲測試結果，將結果以數值或圖形的形式直觀的顯示出來，方便測試人員查看及分析測試結果。

射頻開關矩陣為各設備之間提供信號的傳遞，只需按照規定將各個儀器與開關矩陣連接，便可通過工控機發出的指令，完成射頻通道的切換，實現各儀器的測試。

信號源為變頻器提供輸入信號，穩壓電源為變頻器提供工作電壓。功率計、頻譜儀和標量網絡分析儀為射頻性能測試的儀器。

各個儀器通過GPIB總線接收控者（工控機）發出的指令，分工協作，并將測試數據通過GPIB卡輸送給工控機，存儲并顯示，供測試人員查看和分析。

三、系統軟件組成

自動測試軟件使用VB作為開發語言，創建簡潔的操作界面，方便測試人員操作。軟件主要包括以下幾個模塊：

（1）新建或打開數據庫模塊；

（2）系統初始化及參數設置模塊；

（3）自動測試及數據采集模塊；

（4）數據查看及處理模塊。

新建或打開數據庫模塊主要功能是新建數據存儲的數據庫或者打開已有的數據庫。軟件按照測試項目新建數據表，或者打開已有的數據庫，所有測試參數和測試數據均存于數據庫中，方便數據查詢，保證數據存儲的安全性和可追溯性。

系統初始化及參數設置模塊主要功能是進行儀器的自檢及儀器參數的設置。儀器自檢可以檢查出所用儀器是否在GPIB總線上連接，保證自動測試的順利進行。參數設置主要是對各儀器的測試參數進行設置，比如頻譜分析儀的參考電平、刻度、掃描寬度、分辨率帶寬和視頻帶寬等。

自動測試及數據采集模塊主要功能是控制設備（工控機）按照設定的程序運行，控制射頻開關矩陣切換到對應的儀器通道，按照設定好的測試參數自動對測試儀器進行設置，完成測試，將測試結果采集回工控機并存儲在數據庫中。

數據查看及處理模塊主要功能是查看存儲在數據庫中的數據，以及按照一定的算法對結果進行的比對處理。圖2是系統軟件流程圖。

四、系統運行流程

首先按照圖1連接好測試系統，進入程序，打開數據庫，按照測試項目建立好測試序列，對各測試項目按照測試大綱的要求進行測試參數的設置。設置完成后，程序可以選擇自動測試或手動測試。自動測試可根據環境試驗的要求，按照時間間隔自動測試，時間間隔可根據要求調整，或者按照環境溫度自動測試，例如溫度循環試驗時，根據采集到的產品溫度，判斷是否滿足高低溫測試的要求，滿足要求后進行測試。

自動測試開始后，測試軟件通過GPIB總線向電源發送加電指令，使變頻器開機，然后向射頻開關矩陣發送指令，開關打通一路測試儀器通道和變頻器的信號輸出通道，在向信號源發送射頻開指令，信號輸出正常后，開始按照設定的參數進行測試，采集測試結果并保存。一個測試項目完成后，開關切換至另一個儀器通道，按照設置進行測試，采集測試結果并保存。測試軟件依次按照編輯好的序列完成所有的測試項目。

由于測試數據量大、處理繁瑣、容易出錯等情況，測試人員可以利用測試軟件查看歷史數據，并進行數據比對。

五、結束語

該測試系統可以完成多通道、多參數等的測量工作，解決了變頻器測試項目多，工作量繁瑣等問題，大大提高了工作效率，具有較高的使用價值，對其他自動測試系統的設計同樣具有借鑒意義。

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