基于GPIB的中頻數字收發模塊自動測試系統設計

崔祺 程玉強

摘 要：該自動測試系統設計思想采用了LabVIEW面向對象設計及 GPIB總線技術。本文闡述了自動測試系統的組成及功能。本系統可以實現對中頻數字收發模塊數據采集、數據的分析處理、以及報表生成等功能。

關鍵詞：中頻數字收發模塊； GPIB； 自動測試系統

一、引言

隨著電子、計算機科學的發展及廣泛應用，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和導彈系統的設計、調試與維護，或者大規模集成電路的生產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，我所雷達己經廣泛應用于軍事、導航、氣象等領域。隨著現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字式智能部件的系統，因此作為雷達核心部件——中頻數字收發模塊自動測試系統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的中頻數字收發模塊自動測試系統設計的方法。

二、系統的功能與要求

本自動測試系統用于某雷達中頻數字收發模塊的測試工作，可對中頻數字收發模塊進行發射功率、接收鏡像抑制度、接收信噪比等指標的測試；可完成中頻數字收發模塊“中頻自檢”功能的驗證。該自動測試系統利用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。

三、自動測試系統設計

中頻數字收發模塊自動測試系統組成框圖如下圖所示：

測試系統基本工作原理 ：中頻數字收發模塊測試系統由電源、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控制測試設備產生測試所需要的各種激勵，這些激勵通過被測件產生的輸出信號也轉送到相應的測試儀表；計算機負責數據采集，并進行數據處理，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射兩類測試。

接收測試過程為：系統加點預熱至穩定，操作者在計算機上運行自動測試軟件，控制中頻數字收發模塊處于接收狀態；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據通過光纖傳輸至數據采集模塊，數據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，測試軟件對數據進行分析計算得出接收指標，并將結果填入報表顯示。

發射測試過程為：系統加點預熱至穩定，操作者在計算機上運行自動測試軟件，控制中頻數字收發模塊處于發射狀態；計算機通過GPIB總線控制電源與頻譜儀，被測模塊發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

本測試系統軟件分為數據采集、數據分析和報表顯示三個部分，見下圖：

軟件編程環境采用LabVIEW；數據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，對系統進行初始化，發出各種儀表、中頻數字收發模塊狀態控制等操作命令，同時接收系統中各個儀表的返回信息，并對相關數據進行處理，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，業務層實現應用程序的業務功能，如測試程序管理、數據管理等。

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

測試系統通過業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；數據管理等操作。

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函數庫與儀器設備間的輸入輸出接口，是本系統與硬件設備間進行交互的最低層。

3.3 環境條件

1、環境溫度：20℃？5℃，相對濕度：45～80%

2、周圍環境：無影響正常工作的振動和電磁干擾等。

四、結束語

該自動測試系統的研制已成功應用于實際生產中。經實際驗證測試一件中頻數字收發模塊僅需15分鐘，大大提高了生產效率，有效解決了中頻數字收發模塊批量生產測試需求。同時該系統運行穩定、操作方便、測量精度高、圖形界面友好，為同類產品測試提供借鑒。

參考文獻：

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

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