《電子技術應用》
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航天测控基于VXI/GPIB总线的通信设备测试诊断系统

2008-12-03
作者:北京航天测控技术开发公司
  隨著科學技術尤其電子技術的迅速發(fā)展,通信設備" title="通信設備">通信設備功能越來越強大,種類越來越繁多,對通信設備的維修測試提出了更高的要求。通信設備傳統(tǒng)的維修主要采用分立測試儀器的方式來進行,如果實現多種通信設備的維修測試,往往需要很多分立的專用測試測量儀器,維護保障方式效率低,測試覆蓋率、故障隔離率較低。適應通信設備的發(fā)展趨勢,結合測試診斷領域的新技術、新進展,研制通信設備測試診斷系統(tǒng)滯滿足各種通信設備的系統(tǒng)級" title="系統(tǒng)級">系統(tǒng)級和電路板級" title="板級">板級的測試和故障診斷" title="故障診斷">故障診斷,提高警惕測試覆蓋率、故障診斷隔離率和維修保障效率,從而提高通信設備的維修保障能力,已成為通信設備維修保障的重要發(fā)展方向。
  VXI總線接口不僅結構緊湊、標準開放、數據吞吐能力強、模塊可重復使用,而且虛擬儀器軟件結構(VISA)解決了所使用的計算機和儀器之間的接口與應用軟件開發(fā)環(huán)境的兼容性問題,因此在測試診斷系統(tǒng)得到了廣泛應用。GPIB標準總線作為一種成熟完善的標準儀器總線,在高頻、微波頻段的自動化測量領域是一種不可缺少的儀器總線技術。GPIB標準總線與VXI總線在系統(tǒng)應用中,無論在軟件還是硬件,都有著天然的兼容性和互補性。兩者結合使系統(tǒng)的通用性,功能及測量帶寬的擴充性和電磁兼容能力進一步提高。因此,航天測控" title="航天測控">航天測控通信設備測試診斷系統(tǒng)采用以VXI總線為主,GPIB為輔的系統(tǒng)總線構架。

  一、系統(tǒng)組成
  航天測控通信設備測試診斷系統(tǒng)包括硬件平臺、軟件平臺和TPS(測試程序集)三個部分。  硬件平臺主要由主控計算機、程控電源、測量儀器模塊、組合便攜移動機箱、VXI機箱以及其他部件等組成。其中測量儀器模塊包括綜合信號源、頻譜分析儀、微波功率計、微波頻率計、VXI綜合測量接收機、微波開頭、數字多用表、誤碼儀、任意波發(fā)生器、示波器、A/D模塊、D/A模塊、數字I/O、矩陣開關等。軟件平臺包括系統(tǒng)設置管理、系統(tǒng)校準/自檢、TPS開發(fā)平臺、TPS執(zhí)行平臺、綜合信息查詢等幾部分。TPS包括通信設備的系統(tǒng)級TPS和電路板級TPS。

  二、系統(tǒng)工作原理  對于通信設備的系統(tǒng)級測試,被測對象的主要測試接口有天線口、音頻接口(耳機、話筒)和數傳口。被測通信設備的測試接口通過ITA(接口適配器)與通信設備測試診斷系統(tǒng)相連,從而形成測試通道,實現測試儀器與被測對象的連接。在主控計算機軟件平臺的控制下,測試儀器資源向被測通信設備發(fā)送激勵、采集響應實現通信設備的系統(tǒng)級測試,通過與該測試參數的正常值進行對比,給出被測對象正?;蛴泄收系慕Y論。通過開關陣列(包括微波開關和繼電器開關)的合理轉接,實現不同種類測試參數的自動測試。

航天測控基于VXI/GPIB總線的通信設備測試診斷系統(tǒng)

  對于通信設備電路板的測試和故障診斷,被測對象的主要接口為電路板的邊緣連接器,以及射頻連接器,如SMA、BNC、SMC等接口形式。被測電路板通過通用適配板、ITA與系統(tǒng)測試儀器資源相連,形成測試通道,實現測試儀器與被測對象的連接。在主控計算機軟件平臺的控制下,結合開關陣列,采用自動與人工相結合的方式,系統(tǒng)能夠對被測電路板多達128針的儀器資源進行自由配置。并且通過ITA面板上的數字I/O測試接口,數字探筆、模擬探筆、夾具等測試接口,可以實現對沒有引到的電路板邊緣連接器的重要測試信號的測試。主控計算機是測試診斷過程的指揮控制中心,對數據采集及激勵設備的工作進行協(xié)調和控制。測試數據送故障診斷數據庫進行預處理。對于電路板級故障診斷,在運行TPS的控制,引導測試夾具和探筆,逐步深入,可將故障隔離到芯片級。
  對于系統(tǒng)自檢,在軟件平臺的自檢模塊的控制下,實現測試診斷信息的統(tǒng)計查詢和共享。

  三、系統(tǒng)軟件結構
  航天測控通信設備測試診斷系統(tǒng)軟件是在航天測控公司軟件產品Fault doctor 2.0基礎上,針對通信設備測試診斷的特點進行改進設計,采用了軟總線技術、動態(tài)加載技術、COM技術、GDI+技術、ASP2.0技術、BCG界面技術、VPP規(guī)范儀器互換技術、測試參數庫、外掛模塊等技術,建立了從系統(tǒng)級測試、電路板級測試到電路板級故障診斷的通信設備“測試/診斷/管理一體化”的軟件框架模型,并為實現遠程故障診斷等預留了接口?! ≤浖傮w結構有四個大模塊,每個大模塊又包括若干小模塊,模塊和模塊之間功能互相獨立,在主控程序控制下,通過接口傳遞功能需求和進行數據的傳遞及修改。四個大的功能模塊包括:系統(tǒng)綜合管理,包括系統(tǒng)啟用/注銷、系統(tǒng)自檢/校準和系統(tǒng)維護;TPS開發(fā),采用圖形化編程或建模;TPS執(zhí)行,完成對被測對象的測試和故障診斷,提供自動檢測和信息提示功能;綜合自息查詢,包含基本查詢和高級查詢。   隨著現代通信技術、電子技術和網絡技術的快速發(fā)展,通信設備功能和性能得到 極大的地提高,同時對通信設備的維修保障提出了更高的要求。模塊化、開放式的航天測控通信設備測試診斷系統(tǒng),可適用多種類的通信設備系統(tǒng)級和電路板級的測試和故障診斷,提高通信設備維護保障能力。采用該系統(tǒng)對電臺、接力設備以及網絡終端進行系統(tǒng)級和電路板級的測試診斷,與常規(guī)維修手段相比,可提高維修保障效率50%以上。

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  北京航天測控技術開發(fā)公司以通用測控產品為主,主要有六大類:基礎測試測量儀器,包括16大類230余種的VXI/PXI/LXI/CPCI/CAN/GPIB總線系列化儀器模塊及信號調理模塊;軟件及信息化產品,包括虛擬儀器測試開發(fā)環(huán)境和遠程分布式測試與故障診斷系統(tǒng);通用測試系統(tǒng),包括“廣靈通”通用測試平臺及其系列產品;測試與維修保障系統(tǒng),包括“華佗”電子設備電路板維修測試與診斷系統(tǒng)及其系列產品和裝備維修測試與診斷系統(tǒng);自動化控制系統(tǒng),包括遙測遙控及工業(yè)自動化等系統(tǒng)產品;測試系統(tǒng)輔助配套產品。同時公司還可以根據用戶的具體需求,提供ATE/ATS、DCS/FCS的系統(tǒng)集成、方案設計、技術咨詢、軟件開發(fā)、結構設計以及遠程信息化測試、測試/診斷程序開發(fā)及技術培訓與維護等服務。

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