基于PCI總線的無線電高度表測試系統
即由微波開關、延遲組件、程控衰減器和傳輸通道產生的延遲時間均應考慮在內。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/264098.htm微波開關用來作為天線信號通道控制器件,選擇射頻信號經過的延遲組件,每一時刻只打開一個通道。通道選擇由微波開關控制電路實現,在進行通道轉換時,應當先斷開當前通道,然后接通新的通道。
電控衰減器與延遲組件、微波開關串聯在射頻信號回路中,用于模擬射頻信號傳播不同路徑時產生的能量衰減。衰減值大小由施加的控制信號控制,當控制電壓為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生的衰減。衰減值與控制電壓關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、發射功率和頻偏測試而設計。發射信號經過固定衰減器與本振信號(頻率固定)混頻(下變頻),經過一個濾波器濾波后進行正交變換,將該信號送至數據采集卡進行采樣,通過數據處理,計算射頻信號發射功率、中心頻率和調頻帶寬。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測試子系統。其優點是便于維修調試,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”軟件主要由操作系統(Windows XP)、設備驅動程序、開發平臺LabWindows/CVI和測試軟件集組成,相互關系見圖4。

圖4 軟件層次結構
LabWindows/CVI是一種高效率的開發軟件,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接口開發測試程序,而不通過設備驅動程序等低層軟件對具體的儀器設備編程。軟件平臺驅動包括硬件接口、儀器驅動程序等與測試資源相關的所有軟件驅動,完成軟件平臺與硬件之間接口驅動。測試層次結構如圖5所示。

圖5 測試層次結構
(1)物理接口層
物理接口層是軟件和硬件結合層,硬件是功能模板卡及標準儀器,由測控計算機提供PCI總線控制和GPIB總線控制轉接接口,軟件是計算機的驅動程序,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動程序組成,系統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,儀器供應商均提供了驅動程序,該驅動程序按儀器驅動程序的標準要求來編寫,儀器驅動程序的功能函數則完成對儀器測試功能的控制和測試數據的讀取。該層根據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、自行開發的應用軟件工具、數據庫系統和CVI本身的功能函數庫,是軟件平臺設計的重要組成部分,也是軟件對資源高度集中管理的體現。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)用戶應用層
用戶應用層是實現檢測功能的一層,該層為測試要求提供正式標準的定義,將維修測試數據標準化,從而決定測試策略,最終生成測試代碼。
用戶應用層是軟件平臺的重要組成部分,包括高度表的測試程序、檢測系統管理程序(程序管理器、數據管理器)。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境,對各種測試程序統一管理;數據管理程序用于管理、查詢或打印測試結果。
根據高度表測試系統使命任務與功能要求,測試軟件集應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)校準程序模塊;f)用戶界面;g)管理及維護模塊;h)參數與故障數據庫。其相互關系如圖6所示。

圖6 測試軟件結構
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容的執行。主程序面板采用菜單的形式,所有選擇通過鼠標操作完成。菜單欄顯示了系統所具有的所有可執行功能項。圖6內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)、生成測試結果數據庫和報表、建立故障數據庫、日志管理和內部文件管理。
3.2.3 測試項目
測試項目主要包含高度表測試系統自檢、自動測試、單步測試和計量校驗。系統自檢主要指工控機部分,再開機時自動完成。
4 結束語
測試系統采用自下而上的設計思想,設備硬件系統采用了基于PCI的西門子公司的工控機作為核心,采集、檢測、控制、調理和輔助電路配置在一臺機箱中,具有結構簡單、技術成熟、抗干擾性能良好的優點。軟件系統采用開發效率高、應用功能強大的LabWindows/CVI作為測試軟件的開發工具,以目前流行的Windows XP作為開發平臺。程序結構清晰,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。完全能夠滿足相關國軍標和修理廠、*測試要求。
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