《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于VXI/GPIB總線的通信設(shè)備測試診斷系統(tǒng)
摘要: 隨著科學(xué)技術(shù)尤其電子技術(shù)的迅速發(fā)展,通信設(shè)備功能越來越強(qiáng)大,種類越來越繁多,對通信設(shè)備的維修測試提出了更高的要求。通信設(shè)備傳統(tǒng)的維修主要采用分立測試儀器的方式來進(jìn)行,如果實(shí)現(xiàn)多種通信設(shè)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(hù)保障方式效率低,測試覆蓋率、故障隔離率較低。
Abstract:
Key words :

  隨著科學(xué)技術(shù)尤其電子技術(shù)的迅速發(fā)展,通信設(shè)備功能越來越強(qiáng)大,種類越來越繁多,對通信設(shè)備的維修測試提出了更高的要求。通信設(shè)備傳統(tǒng)的維修主要采用分立測試儀器的方式來進(jìn)行,如果實(shí)現(xiàn)多種通信設(shè)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(hù)保障方式效率低,測試覆蓋率、故障隔離率較低。適應(yīng)通信設(shè)備的發(fā)展趨勢,結(jié)合測試診斷領(lǐng)域的新技術(shù)、新進(jìn)展,研制通信設(shè)備測試診斷系統(tǒng)滯滿足各種通信設(shè)備的系統(tǒng)級和電路板級的測試和故障診斷,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(shè)備的維修保障能力,已成為通信設(shè)備維修保障的重要發(fā)展方向。

  VXI總線接口不僅結(jié)構(gòu)緊湊、標(biāo)準(zhǔn)開放、數(shù)據(jù)吞吐能力強(qiáng)、模塊可重復(fù)使用,而且虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)(VISA)解決了所使用的計(jì)算機(jī)和儀器之間的接口與應(yīng)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(yīng)用。GPIB標(biāo)準(zhǔn)總線作為一種成熟完善的標(biāo)準(zhǔn)儀器總線,在高頻、微波頻段的自動化測量領(lǐng)域是一種不可缺少的儀器總線技術(shù)。GPIB標(biāo)準(zhǔn)總線與VXI總線在系統(tǒng)應(yīng)用中,無論在軟件還是硬件,都有著天然的兼容性和互補(bǔ)性。兩者結(jié)合使系統(tǒng)的通用性,功能及測量帶寬的擴(kuò)充
性和電磁兼容能力進(jìn)一步提高。因此,航天測控通信設(shè)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(gòu)架。

  一、系統(tǒng)組成

  航天測控通信設(shè)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(jì)算機(jī)、程控電源、測量儀器模塊、組合便攜移動機(jī)箱、VXI機(jī)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(jì)、微波頻率計(jì)、VXI綜合測量接收機(jī)、微波開頭、數(shù)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(shù)字I/O、矩陣開關(guān)等。軟件平臺包括系統(tǒng)設(shè)置管理、系統(tǒng)校準(zhǔn)/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(shè)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(shè)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(jī)、話筒)和數(shù)傳口。被測通信設(shè)備的測試接口通過ITA(接口適配器)與通信設(shè)備測試診斷系統(tǒng)相連,從而形成測試通道,實(shí)現(xiàn)測試儀器與被測對象的連接。在主控計(jì)算機(jī)軟件平臺的控制下,測試儀器資源向被測通信設(shè)備發(fā)送激勵、采集響應(yīng)實(shí)現(xiàn)通信設(shè)備的系統(tǒng)級測試,通過與該測試參數(shù)的正常值進(jìn)行對比,給出被測對象正?;蛴泄收系慕Y(jié)論。通過開關(guān)陣列(包括微波開關(guān)和繼電器開關(guān))的合理轉(zhuǎn)接,實(shí)現(xiàn)不同種類測試參數(shù)的自動測試。

  對于通信設(shè)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(shí)現(xiàn)測試儀器與被測對象的連接。在主控計(jì)算機(jī)軟件平臺的控制下,結(jié)合開關(guān)陣列,采用自動與人工相結(jié)合的方式,系統(tǒng)能夠?qū)Ρ粶y電路板多達(dá)128針的儀器資源進(jìn)行自由配置。并且通過ITA面板上的數(shù)字I/O測試接口,數(shù)字探筆、模擬探筆、夾具等測試接口,可以實(shí)現(xiàn)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(jì)算機(jī)是測試診斷過程的指揮控制中心,對數(shù)據(jù)采集及激勵設(shè)備的工作進(jìn)行協(xié)調(diào)和控制。測試數(shù)據(jù)送故障診斷數(shù)據(jù)庫進(jìn)行預(yù)處理。對于電路板級故障診斷,在運(yùn)行TPS的控制,引導(dǎo)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(shí)現(xiàn)測試診斷信息的統(tǒng)計(jì)查詢和共享。

  三、系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

  航天測控通信設(shè)備測試診斷系統(tǒng)軟件是在航天測控公司軟件產(chǎn)品Fault doctor 2.0基礎(chǔ)上,針對通信設(shè)備測試診斷的特點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),采用了軟總線技術(shù)、動態(tài)加載技術(shù)、COM技術(shù)、GDI+技術(shù)、ASP2.0技術(shù)、BCG界面技術(shù)、VPP規(guī)范儀器互換技術(shù)、測試參數(shù)庫、外掛模塊等技術(shù),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(shè)備“測試/診斷/管理一體化”的軟件框架模型,并為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷等預(yù)留了接口。

  軟件總體結(jié)構(gòu)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(dú)立,在主控程序控制下,通過接口傳遞功能需求和進(jìn)行數(shù)據(jù)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(zhǔn)和系統(tǒng)維護(hù);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(xiàn)代通信技術(shù)、電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,通信設(shè)備功能和性能得到 極大的地提高,同時對通信設(shè)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(shè)備測試診斷系統(tǒng),可適用多種類的通信設(shè)備系統(tǒng)級和電路板級的測試和故障診斷,提高通信設(shè)備維護(hù)保障能力。采用該系統(tǒng)對電臺、接力設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)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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