T/R組件波束控制測試方案設計

　　1引言

　　信息技術(shù)的發(fā)展早已滲透到國民經(jīng)濟的各個(gè)領(lǐng)域，而雷達技術(shù)自問(wèn)世以來(lái)就已經(jīng)在軍事領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)舉足輕重的作用。為適應人造地球衛星及彈道導彈的觀(guān)測要求，有源相控陣雷達技術(shù)獲得了飛速發(fā)展。

　　T/R組件波束控制電路是有源相控陣雷達上的關(guān)鍵元器件。波束控制電路一般為定制專(zhuān)用芯片，不同的波控電路差異較大，但是其主要的工作原理及內部結構大致相同。由于具有專(zhuān)用性，波束控制電路的測試比較麻煩。本文分析了波束控制電路的主要內部結構，找出電路測試中的難點(diǎn)，提出一種解決方案，并給出設計原理與結構，為該類(lèi)電路的測試提供了一種簡(jiǎn)化的思路。

　　2波束控制電路原理及測試難點(diǎn)

　　波束控制電路中大多是專(zhuān)用電路，但是其主要原理及內部結構大致相同，主要包括串并轉換、故障檢測、控制信號三部分。串并轉換實(shí)現將多位串行數據轉換成并行數據，經(jīng)驅動(dòng)輸出，后接組件移相器、衰減器。因用戶(hù)需求不同，串行數據位數也有較大差異，有26位，也有50位，甚至更高位數。故障檢測主要用于實(shí)現奇偶效驗、并串轉換輸出，有些波控電路還具有一些模擬檢測功能，如欠壓保護?？刂菩盘柌糠种饕且恍┻壿嫻δ苄盘?，用于組件控制信號。因此，波束控制電路可以說(shuō)是集時(shí)序邏輯和組合邏輯于一體的數字模擬集成電路。

　　圖1和圖2分別示出一種波束控制電路的工作原理及時(shí)序，其內部結構包括上述三個(gè)部分?？梢钥闯?，波束控制電路的測試難點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：

　　1)輸入信號較多，而且輸入信號之間有著(zhù)嚴格的時(shí)序關(guān)系，這是數字電路的特點(diǎn);

　　2)輸出信號較多，其中有正電源輸出，也有負電源輸出，而且波控輸出負電平電壓與很多大型測試設備接口不兼容;

　　3)邏輯組合關(guān)系較復雜，測試時(shí)需要大量的向量存儲空間;

　　4)自檢信號的測試不太好處理。

　　圖1波束控制電路工作原理

　　圖2波束控制電路工作時(shí)序

　　3測試方案

　　圖3所示為本文提出的測試解決方案。要解決波控電路輸入信號多且輸入信號之間有著(zhù)嚴格的時(shí)序關(guān)系這一問(wèn)題，可選用可編程器件(如FPGA，CPLD)來(lái)產(chǎn)生需要的信號。由于在測試波控電路時(shí)需要嚴格控制輸入高、低電平電壓，因此，在測試篩選時(shí)，去掉那些因工藝制造過(guò)程造成的輸入翻轉電平有缺陷的電路，可編程器件輸出不能直接傳輸給被測器件，需要加一級電平轉換驅動(dòng)電路，才能滿(mǎn)足波控電路輸入測試要求。

　　圖3波束控制電路測試方案

　　波束控制電路中最重要的參數就是功能測試的結果。由于輸出通道較多，邏輯關(guān)系比較復雜，測試向量較多，測試時(shí)無(wú)法窮舉所有邏輯關(guān)系，在實(shí)際測試時(shí)，常常選用部分真值表作為功能判斷依據。表1為一個(gè)常見(jiàn)的波控電路真值表，這種表格形式便于測試判斷。

　　表1波束控制電路真值表

　　顯然，對于這種邏輯關(guān)系的判斷，最好的方式是采用現場(chǎng)可編程器件?？删幊唐骷哂休^多的IO資源，而且內部有一定的儲存空間，還可以進(jìn)行邏輯運算，提高測試效率。

　　一般來(lái)說(shuō)，波束控制電路輸出與可編程器件之間不兼容，不能直接連接，因此需要選擇一種方式解決電平不兼容的問(wèn)題。有兩種比較簡(jiǎn)單的方式：一種是采用電阻網(wǎng)絡(luò )，另一種是采用電平轉換接口芯片。這兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)：電阻網(wǎng)絡(luò )結構簡(jiǎn)單，成本低，但是靈活性差;電平轉換接口芯片相對復雜一些，成本也相應較高，但是設計靈活。

　　本文推薦采用第二種方法，因為波束控制芯片輸出模式很可能會(huì )有很多種，比如0~-5V輸出，或0~5V輸出，或兩者皆有。利用比較器實(shí)現電平轉換是比較好的選擇。

　　至于時(shí)間參數及一些靜態(tài)參數的判斷，可以通過(guò)GPIB程控示波器和數字萬(wàn)用表直接進(jìn)行測試，從而保證參數的測試精度。