一種收發組件自動測試設備

文/袁毛 張弛 陳婷

在傳統的收發組件測試中，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，先要通過手動設置、校準好各儀表的參數，而后又要通過人工計算出對應的修正數據，然后將修正數據經固定接口輸入方能對其進行調整。這種方式使得前期準備工作量大，測試、校正過程極為繁瑣。

本文介紹一種可通過計算機一鍵切換頻點，測試與計算修正值可同步進行，并能快速存儲、及時輸入和修正誤差，大大減少人為干預及儀器校準次數，采用標準化接口，實現高效率、大批量、高質量的準確檢測和修正，解決現有技術每次測試前和測試后必須人工對多部儀器逐個設置校準參數，及必須手動計算和輸入完成誤差修正，操作、維護麻煩，增加制作成本問題，操作和維護簡單方便，使用壽命長，有效降低制作成本的收發組件自動測試設備。

1 組成

該收發組件自動測試設備由DDS信號源、混頻組件、信號轉換板、控制板、計算機構成。

2 技術方案

2.1 DDS信號源

具有四路同步DDS信道，可獨立進行頻率、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制能力。帶有4個可編程滿量程電流獨立的DAC音頻模/數轉換器，最高輸出頻率可達200MHz。工作時由DDS產生兩路變頻信號，分別為40～90MHz和10～60MHz，這兩路信號經低通濾波器后分別送至混頻組件。

2.2 混頻組件

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

2.3 信號轉換板

通過A/D轉換電路將輸入的中頻信號轉換為14位數字信號，再通過LVDS輸出接口將低壓差分信號電平數據發送到控制板。采用LVDS輸出接口傳輸數據，可實現數據的高速率、低噪聲、遠距離、高準確度的傳輸。信號轉換板一共有五個連接器，分別接入基準中頻信號、發射中頻信號、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芯片作為終端數據采集模塊，完成對數據存儲電路、DDS信號源、A/D信號轉換板信號采集、網絡通訊配置和邏輯控制，以及各種觸發控制。

主要功能包括：與計算機進行通訊獲取控制命令，通過RJ45接口轉發收發組件的狀態信息；轉發對收發組件的控制命令；通過RS485接口接收收發組件返回的狀態信息；通過RS422串行數據接口，控制DDS信號源的模式、輸出頻率、幅度等；讀取A/D信號轉換板采集的相位數據并進行處理，轉發計算機的顯示信息。

2.5 計算機

計算機通過串口實現該收發組件自動測試設備的控制，主要包括收發狀態選擇、工作頻點選擇、信號通道的選擇以及數據的處理與輸出。

計算機主要測試的指標有：

（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據通過LAN接口讀出并顯示）。

（3）諧波抑制：≥30 dB（外置儀表測試后將數據通過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：NF≤5dB（外置儀表測試后將數據通過LAN網絡接口讀出并顯示）。

（7）發射狀態功率：≥200W

（8）發射狀態效率：≥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：

故障檢測與保護包括：輸出功率檢測，駐波保護檢測，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：

收發組件通過通訊控制接口與監控系統完成通訊功能，并執行監控系統的指令。

3 結束語

該收發組件自動測試設備通過DDS信號源、混頻組件、信號轉換板、控制板和計算機，實現一鍵測量全部指標，自動切換頻點及電子開關，在不同通道測試時，無需人工切換連接電纜，測試中遇突發情況可暫停測試，實時保存結果，利于再次導入使用。所有測量結果可自動生成電子報表，無需人工記錄，節省人力資源，避免出錯，同時大大減少測試儀表使用量，節約了成本。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、脈沖包絡等可通過A/D信號轉換板直接采樣，且無論測試多少收發組件，均只需一周校準一次，工作穩定性好。由于無需人工測量幅相頻率特性、計算修正值、連接和輸送數據，有效避免人工干預造成的事故，因此測試、修改誤差全程更快速、準確。操作簡單方便。很好地解決了現有技術每次測試前和測試后必須人工對多部儀器逐個設置校準參數，及必須手動計算和輸入完成誤差修正，操作、維護麻煩，增加制作成本的問題。

參考文獻

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[2]馮佳.多通道收發組件自動測試系統的設計與研究實現[J].電子制作,2017(11).

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