基于PCI總線(xiàn)的無(wú)線(xiàn)電高度表測試系統

　　即由微波開(kāi)關(guān)、延遲組件、程控衰減器和傳輸通道產(chǎn)生的延遲時(shí)間均應考慮在內。

　　微波開(kāi)關(guān)用來(lái)作為天線(xiàn)信號通道控制器件，選擇射頻信號經(jīng)過(guò)的延遲組件，每一時(shí)刻只打開(kāi)一個(gè)通道。通道選擇由微波開(kāi)關(guān)控制電路實(shí)現，在進(jìn)行通道轉換時(shí)，應當先斷開(kāi)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(kāi)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(shí)產(chǎn)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(shí)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(wú)延遲組件射頻信號通道是專(zhuān)為高度表射頻頻率、發(fā)射功率和頻偏測試而設計。發(fā)射信號經(jīng)過(guò)固定衰減器與本振信號(頻率固定)混頻(下變頻)，經(jīng)過(guò)一個(gè)濾波器濾波后進(jìn)行正交變換，將該信號送至數據采集卡進(jìn)行采樣，通過(guò)數據處理，計算射頻信號發(fā)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(yōu)點(diǎn)是便于維修調試，缺點(diǎn)是費用高。

　　3.2 測試與管理軟件

　　“無(wú)線(xiàn)電高度表測試系統”軟件主要由操作系統(Windows XP)、設備驅動(dòng)程序、開(kāi)發(fā)平臺LabWindows/CVI和測試軟件集組成，相互關(guān)系見(jiàn)圖4。

　　圖4 軟件層次結構

　　LabWindows/CVI是一種高效率的開(kāi)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(yǔ)言編程，與儀器驅動(dòng)程序的語(yǔ)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(dòng)軟件打包成可安裝型文件形式，便于用戶(hù)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(hù)開(kāi)發(fā)接口開(kāi)發(fā)測試程序，而不通過(guò)設備驅動(dòng)程序等低層軟件對具體的儀器設備編程。軟件平臺驅動(dòng)包括硬件接口、儀器驅動(dòng)程序等與測試資源相關(guān)的所有軟件驅動(dòng)，完成軟件平臺與硬件之間接口驅動(dòng)。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(xiàn)控制和GPIB總線(xiàn)控制轉接接口，軟件是計算機的驅動(dòng)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(dòng)程序組成，系統所選用的測控卡及測試儀器無(wú)論是PCI總線(xiàn)還是GPIB總線(xiàn)儀器，儀器供應商均提供了驅動(dòng)程序，該驅動(dòng)程序按儀器驅動(dòng)程序的標準要求來(lái)編寫(xiě)，儀器驅動(dòng)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(hù)管理層

　　用戶(hù)管理層主要包括測試功能組件、自行開(kāi)發(fā)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(guò)測試功能組件對資源進(jìn)行控制，而不必理解熟悉該層以下的低層軟件。

　　(4)用戶(hù)應用層

　　用戶(hù)應用層是實(shí)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(hù)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(dòng)運行環(huán)境，對各種測試程序統一管理;數據管理程序用于管理、查詢(xún)或打印測試結果。

　　根據高度表測試系統使命任務(wù)與功能要求，測試軟件集應包含以下測試程序模塊：a)自動(dòng)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(hù)界面;g)管理及維護模塊;h)參數與故障數據庫。其相互關(guān)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(hù)界面，通過(guò)用戶(hù)操作來(lái)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(guò)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(jìn)行選擇。

　　3.2.2 管理及維護程序

　　管理及維護程序進(jìn)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(dòng)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(kāi)機時(shí)自動(dòng)完成。

　　4 結束語(yǔ)

　　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(mén)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(jiǎn)單、技術(shù)成熟、抗干擾性能良好的優(yōu)點(diǎn)。軟件系統采用開(kāi)發(fā)效率高、應用功能強大的LabWindows/CVI作為測試軟件的開(kāi)發(fā)工具，以目前流行的Windows XP作為開(kāi)發(fā)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(guān)，友好。使用簡(jiǎn)單明了，易于操作，自動(dòng)化程度較高。完全能夠滿(mǎn)足相關(guān)國軍標和修理廠(chǎng)、*測試要求。