一種小型化通用原位測試系統的結構方案

朱剛 宋斌 劉堯峰

摘 要 文章依據對外場設備原位測試的工作需求和特點的分析，闡述了一種基于PXI架構的小型通用原位測試系統的結構方案。該原位測試系統體積小，集成化程度高，能依據測試項目的改變實現測試系統的快速重構，從而提高外場設備維護和維修效率。

關鍵詞 原位測試系統；可更換接口適配器；PXI

中圖分類號 TN6 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）225-0116-02

目前針對外場設備進行原位檢測一般使用多種通用儀器和各種專用測試設備等，這些儀器設備形式多樣、功能單一，不便攜帶，難以滿足外場設備的原位快速測試、檢測和診斷需求，因此設計一種通用化平臺，構建架構統一、易于擴展的標準化外場檢測設備及其必要。

據此，本文描述了一種基于PXI架構的小型化、通用型、可擴展的原位測試系統結構方案。該方案著眼于外場設備的原位測試需求，極力通過實現原位測試平臺的通用化、標準化及可擴展性，以達到提高原位測試效率，且避免測試平臺重復開發的目的。

1 總體方案設計

通用小型化原位測試系統的總體設計思路是將該系統設計為兩部分，一部分是主機，另一部分是接口適配器。主機內部安裝有一套PXI架構平臺、觸摸屏、對外接口等，所有測試資源（PXI模塊）集成于該平臺之中。接口適配器內部則安裝有一塊信號轉接板和多塊信號調理板。主機內的測試資源通過電纜入接口適配器內的信號轉接板，而后通過信號調理板實現對測試資源的調用或對被測信號的調理，再對被測設備（UUT）進行相關測試。其系統組成如圖1所示。

依據以上思路，本原位測試系統的結構設計核心是實現主機與接口適配器之間可快速更換和鎖定的結構，以及在滿足系統通用化、標準化和擴展性前提下實現主機內測試資源（模塊儀器等）、接口適配器內的信號調理板也可快速更換。以此提高原位測試系統的通用性，擴展性、靈活性及可用性。從而實現原位測試系統內測試資源及信號調理的可快速調整及重構的能力，最終滿足原位測試快速測試、檢測和診斷的需求。其總體物理結構如圖2所示。

2 主機設計

主機結構形態設計為箱體形式，其結構如圖3。

箱體上面板為人機交互區，布置有觸摸屏及主機對外接口。箱體左右兩側開設通風網口，對應通風網口位置在箱體內側安裝有風扇，通過該風機對PXI架構平臺內的模塊進行強迫風冷散熱。箱體前端面是與接口適配器結合的接口端面，該端面安裝有兩個定位銷，用于主機與接口適配器配裝時的定位。在端面的箱體兩側分別安裝一個鎖鉤，用于與接口適配器兩側的拉動式鎖扣配合實現兩者間的牢固連接。通過鎖扣及定位銷結構可以實現適配器的快速更換與鎖定。

箱體內部的PXI架構平臺是由框架、導軌、PXI背板、控制器、PXI模塊儀器等構成，如圖4所示。其中框架由鈑金件及型材通過螺釘搭接而成，該結構尺寸符合標準PICMG 2.0、IEC297-3及IEEE1101.10中內之規定。為了提高主機內部設備的利用率，我們將框架中的PXI模塊槽位設計為縱向雙列排列布局，每列設置3個3U標準PXI板卡槽位，共6個標準槽位（含2槽控制器槽位），

PXI背板安裝在框架后部，控制器、PXI模塊儀器等測試資源均從框架前端面沿導軌插入與PXI背板對接。更換PXI模塊只需將接口適配器與主機脫離，然后松開PXI模塊面板上與框架連接的螺釘，再撬動模塊面板上的手柄（該手柄工作方式符合杠桿原理）便可將PXI模塊很方便的從框架中脫出（裝入過程與上述流程相反）。由此實現測試資源的快速更換和調整。

3 接口適配器設計

接口適配器由回型箱體、信號轉接板、定位套、拉動式鎖扣和信號調理板等組成，其結構如圖5所示。

信號轉接板和兩個定位套安裝在箱體后端面，信號轉接板用于將主機內的測試資源接入接口適配器，而定位套的功能則是與主機前端面兩個定位銷對應配合，實現適配器與主機的安裝定位。箱體兩側安裝有兩個拉動式鎖扣，這兩個鎖扣分別與主機兩側安裝的鎖鉤配合，可實現主機與接口適配器的快速鎖緊和拆分。

信號調理板是接口適配器內的可更換單元，結構上它由印制板、面板、手柄等組成。為更換方便，信號調理板與信號轉接板配接的電接頭連接采用硬接、盲插式插頭（插座）。安裝時，將信號調理板的印制板兩側從箱體前端面沿箱體內開設的導槽插入，然后借助信號調理板面板上的手柄利用杠桿原理即可將信號調理板后部的插頭插入到信號調理板上對應插座，最后再將信號調理板面板上螺釘與接口適配器箱體螺孔鎖緊即可完成安裝。換下信號調理板的操作流程與上述過程相反。通過該結構形式，可實現信號調理板的快速裝拆。

4 結論

為評估上述方案對原位測試效率帶來的提升，我們曾做了一份簡要跟蹤數據統計，見表1。

據此可見，由于本方案針對接口適配器、PXI模塊及信號調理板在遵循標準的前提下均設計了快換結構，實現了原位測試系統的小型化，通用性，擴展性、靈活性，極大地提高了原位測試效率，滿足了原位快速測試、檢測和診斷的需求。

參考文獻

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