基于VXI/GPIB總線(xiàn)的通信設備測試診斷系統

隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)尤其電子技術(shù)的迅速發(fā)展，通信設備功能越來(lái)越強大，種類(lèi)越來(lái)越繁多，對通信設備的維修測試提出了更高的要求。通信設備傳統的維修主要采用分立測試儀器的方式來(lái)進(jìn)行，如果實(shí)現多種通信設備的維修測試，往往需要很多分立的專(zhuān)用測試測量?jì)x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(lǐng)域的新技術(shù)、新進(jìn)展，研制通信設備測試診斷系統滯滿(mǎn)足各種通信設備的系統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(xiàn)接口不僅結構緊湊、標準開(kāi)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(kāi)發(fā)環(huán)境的兼容性問(wèn)題，因此在測試診斷系統得到了廣泛應用。GPIB標準總線(xiàn)作為一種成熟完善的標準儀器總線(xiàn)，在高頻、微波頻段的自動(dòng)化測量領(lǐng)域是一種不可缺少的儀器總線(xiàn)技術(shù)。GPIB標準總線(xiàn)與VXI總線(xiàn)在系統應用中，無(wú)論在軟件還是硬件，都有著(zhù)天然的兼容性和互補性。兩者結合使系統的通用性，功能及測量帶寬的擴充性和電磁兼容能力進(jìn)一步提高。因此，航天測控通信設備測試診斷系統采用以VXI總線(xiàn)為主，GPIB為輔的系統總線(xiàn)構架。

一、系統組成

航天測控通信設備測試診斷系統包括硬件平臺、軟件平臺和TPS（測試程序集）三個(gè)部分。

硬件平臺主要由主控計算機、程控電源、測量?jì)x器模塊、組合便攜移動(dòng)機箱、VXI機箱以及其他部件等組成。其中測量?jì)x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(kāi)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(kāi)關(guān)等。軟件平臺包括系統設置管理、系統校準/自檢、TPS開(kāi)發(fā)平臺、TPS執行平臺、綜合信息查詢(xún)等幾部分。TPS包括通信設備的系統級TPS和電路板級TPS。

二、系統工作原理

對于通信設備的系統級測試，被測對象的主要測試接口有天線(xiàn)口、音頻接口（耳機、話(huà)筒）和數傳口。被測通信設備的測試接口通過(guò)ITA（接口適配器）與通信設備測試診斷系統相連，從而形成測試通道，實(shí)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(shí)現通信設備的系統級測試，通過(guò)與該測試參數的正常值進(jìn)行對比，給出被測對象正?；蛴泄收系慕Y論。通過(guò)開(kāi)關(guān)陣列（包括微波開(kāi)關(guān)和繼電器開(kāi)關(guān)）的合理轉接，實(shí)現不同種類(lèi)測試參數的自動(dòng)測試。

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(guò)通用適配板、ITA與系統測試儀器資源相連，形成測試通道，實(shí)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(kāi)關(guān)陣列，采用自動(dòng)與人工相結合的方式，系統能夠對被測電路板多達128針的儀器資源進(jìn)行自由配置。并且通過(guò)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(shí)現對沒(méi)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(guò)程的指揮控制中心，對數據采集及激勵設備的工作進(jìn)行協(xié)調和控制。測試數據送故障診斷數據庫進(jìn)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。

對于系統自檢，在軟件平臺的自檢模塊的控制下，實(shí)現測試診斷信息的統計查詢(xún)和共享。

三、系統軟件結構

航天測控通信設備測試診斷系統軟件是在航天測控公司軟件產(chǎn)品Fault doctor 2.0基礎上，針對通信設備測試診斷的特點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)設計，采用了軟總線(xiàn)技術(shù)、動(dòng)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規范儀器互換技術(shù)、測試參數庫、外掛模塊等技術(shù)，建立了從系統級測試、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(shí)現遠程故障診斷等預留了接口。

軟件總體結構有四個(gè)大模塊，每個(gè)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(guò)接口傳遞功能需求和進(jìn)行數據的傳遞及修改。四個(gè)大的功能模塊包括：系統綜合管理，包括系統啟用/注銷(xiāo)、系統自檢/校準和系統維護；TPS開(kāi)發(fā)，采用圖形化編程或建模；TPS執行，完成對被測對象的測試和故障診斷，提供自動(dòng)檢測和信息提示功能；綜合自息查詢(xún)，包含基本查詢(xún)和高級查詢(xún)。

隨著(zhù)現代通信技術(shù)、電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的快速發(fā)展，通信設備功能和性能得到極大的地提高，同時(shí)對通信設備的維修保障提出了更高的要求。模塊化、開(kāi)放式的航天測控通信設備測試診斷系統，可適用多種類(lèi)的通信設備系統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。采用該系統對電臺、接力設備以及網(wǎng)絡(luò )終端進(jìn)行系統級和電路板級的測試診斷，與常規維修手段相比，可提高維修保障效率50%以上。