基于PCI總線的無線電高度表測試系統(tǒng)

　　即由微波開關(guān)、延遲組件、程控衰減器和傳輸通道產(chǎn)生的延遲時間均應(yīng)考慮在內(nèi)。

　　微波開關(guān)用來作為天線信號通道控制器件，選擇射頻信號經(jīng)過的延遲組件，每一時刻只打開一個通道。通道選擇由微波開關(guān)控制電路實現(xiàn)，在進行通道轉(zhuǎn)換時，應(yīng)當(dāng)先斷開當(dāng)前通道，然后接通新的通道。

　　電控衰減器與延遲組件、微波開關(guān)串聯(lián)在射頻信號回路中，用于模擬射頻信號傳播不同路徑時產(chǎn)生的能量衰減。衰減值大小由施加的控制信號控制，當(dāng)控制電壓為O 時衰減最小。在不同模擬高度上的衰減值大小同樣要綜合考慮衰減器衰減值、其它器件和傳輸通道產(chǎn)生的衰減。衰減值與控制電壓關(guān)系視具體衰減器型號而定。

　　無延遲組件射頻信號通道是專為高度表射頻頻率、發(fā)射功率和頻偏測試而設(shè)計。發(fā)射信號經(jīng)過固定衰減器與本振信號(頻率固定)混頻(下變頻)，經(jīng)過一個濾波器濾波后進行正交變換，將該信號送至數(shù)據(jù)采集卡進行采樣，通過數(shù)據(jù)處理，計算射頻信號發(fā)射功率、中心頻率和調(diào)頻帶寬。盡管該部分不屬于高度模擬器，但因其高頻屬性而放在一起。該部分的另外一種選擇方案就是利用頻譜儀、微波功率計等市售儀器組成射頻參數(shù)測試子系統(tǒng)。其優(yōu)點是便于維修調(diào)試，缺點是費用高。

　　3.2 測試與管理軟件

　　“無線電高度表測試系統(tǒng)”軟件主要由操作系統(tǒng)(Windows XP)、設(shè)備驅(qū)動程序、開發(fā)平臺LabWindows/CVI和測試軟件集組成，相互關(guān)系見圖4。

　　圖4 軟件層次結(jié)構(gòu)

　　LabWindows/CVI是一種高效率的開發(fā)軟件，可以編譯生成獨立運行的測試程序。LabWindows/CVI采用C語言編程，與儀器驅(qū)動程序的語言形式相同，便于測試編程工作。LabWindows/CVI還提供了安裝打包手段，可將所有測試程序及驅(qū)動軟件打包成可安裝型文件形式，便于用戶安裝使用。

　　測試程序在軟件平臺之上完成，利用軟件平臺提供的用戶開發(fā)接口開發(fā)測試程序，而不通過設(shè)備驅(qū)動程序等低層軟件對具體的儀器設(shè)備編程。軟件平臺驅(qū)動包括硬件接口、儀器驅(qū)動程序等與測試資源相關(guān)的所有軟件驅(qū)動，完成軟件平臺與硬件之間接口驅(qū)動。測試層次結(jié)構(gòu)如圖5所示。

　　圖5 測試層次結(jié)構(gòu)

　　(1)物理接口層

　　物理接口層是軟件和硬件結(jié)合層，硬件是功能模板卡及標(biāo)準(zhǔn)儀器，由測控計算機提供PCI總線控制和GPIB總線控制轉(zhuǎn)接接口，軟件是計算機的驅(qū)動程序，提供對控制卡的I/O操作。該層提供測控計算機與儀器間物理連接。

　　(2)測試資源層

　　測試資源層主要由測控卡及測試儀器驅(qū)動程序組成，系統(tǒng)所選用的測控卡及測試儀器無論是PCI總線還是GPIB總線儀器，儀器供應(yīng)商均提供了驅(qū)動程序，該驅(qū)動程序按儀器驅(qū)動程序的標(biāo)準(zhǔn)要求來編寫，儀器驅(qū)動程序的功能函數(shù)則完成對儀器測試功能的控制和測試數(shù)據(jù)的讀取。該層根據(jù)測試策略生成測試代碼，為不同的測試功能提供測試程序。

　　(3)用戶管理層

　　用戶管理層主要包括測試功能組件、自行開發(fā)的應(yīng)用軟件工具、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和CVI本身的功能函數(shù)庫，是軟件平臺設(shè)計的重要組成部分，也是軟件對資源高度集中管理的體現(xiàn)。通過測試功能組件對資源進行控制，而不必理解熟悉該層以下的低層軟件。

　　(4)用戶應(yīng)用層

　　用戶應(yīng)用層是實現(xiàn)檢測功能的一層，該層為測試要求提供正式標(biāo)準(zhǔn)的定義，將維修測試數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，從而決定測試策略，最終生成測試代碼。

　　用戶應(yīng)用層是軟件平臺的重要組成部分，包括高度表的測試程序、檢測系統(tǒng)管理程序(程序管理器、數(shù)據(jù)管理器)。測試程序完成待測裝備的功能測試;程序管理器提供測試程序的啟動運行環(huán)境，對各種測試程序統(tǒng)一管理;數(shù)據(jù)管理程序用于管理、查詢或打印測試結(jié)果。

　　根據(jù)高度表測試系統(tǒng)使命任務(wù)與功能要求，測試軟件集應(yīng)包含以下測試程序模塊：a)自動測試程序模塊;b)單步測試程序模塊;d)自檢程序模塊;e)校準(zhǔn)程序模塊;f)用戶界面;g)管理及維護模塊;h)參數(shù)與故障數(shù)據(jù)庫。其相互關(guān)系如圖6所示。

　　圖6 測試軟件結(jié)構(gòu)

　　3.2.1 測試主程序

　　高度表測試軟件主程序的功能是提供用戶界面，通過用戶操作來控制測試內(nèi)容的執(zhí)行。主程序面板采用菜單的形式，所有選擇通過鼠標(biāo)操作完成。菜單欄顯示了系統(tǒng)所具有的所有可執(zhí)行功能項。圖6內(nèi)所有選項均可以在主程序界面進行選擇。

　　3.2.2 管理及維護程序

　　管理及維護程序進行操作員資格確認(密碼)、生成測試結(jié)果數(shù)據(jù)庫和報表、建立故障數(shù)據(jù)庫、日志管理和內(nèi)部文件管理。

　　3.2.3 測試項目

　　測試項目主要包含高度表測試系統(tǒng)自檢、自動測試、單步測試和計量校驗。系統(tǒng)自檢主要指工控機部分，再開機時自動完成。

　　4 結(jié)束語

　　測試系統(tǒng)采用自下而上的設(shè)計思想，設(shè)備硬件系統(tǒng)采用了基于PCI的西門子公司的工控機作為核心，采集、檢測、控制、調(diào)理和輔助電路配置在一臺機箱中，具有結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)成熟、抗干擾性能良好的優(yōu)點。軟件系統(tǒng)采用開發(fā)效率高、應(yīng)用功能強大的LabWindows/CVI作為測試軟件的開發(fā)工具，以目前流行的Windows XP作為開發(fā)平臺。程序結(jié)構(gòu)清晰，可讀性強，易于功能擴展。程序的界面圖形化，直觀，友好。使用簡單明了，易于操作，自動化程度較高。完全能夠滿足相關(guān)國軍標(biāo)和修理廠、*測試要求。