基于PCI總線的無線電高度表測試系統(tǒng)
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3．1．4 程控高度模擬器
程控高度模擬器為模擬發(fā)射信號在目標(biāo)與接收天線之間往返路徑產(chǎn)生的參數(shù)變化而設(shè)計，完成射頻信號經(jīng)由的自由空間狀態(tài)模擬，即模擬導(dǎo)彈的飛行高度。程控高度模擬器為高度表測試提供測試高度要求的電磁波衰減與延遲特性，從而提供閉環(huán)測試條件。程控高度模擬器主要由微波開關(guān)、電控衰減器、延遲組件和控制部分組成，如圖3所示。
延遲組件采用聲體波延遲技術(shù)制作，由電(聲)轉(zhuǎn)換薄膜換能器、傳播聲波晶體、匹配網(wǎng)絡(luò)(或濾波器)三部分組成。根據(jù)測試要求，需要模擬7個不同的導(dǎo)彈飛行高度，因此需要7個延遲組件。每個延遲組件延遲時間是固定的，根據(jù)模擬的高度不同，確定每個延遲組件的延遲時間。在每個模擬高度上，程控高度模擬器總的延遲時間τ應(yīng)該滿足式(2)：
即由微波開關(guān)、延遲組件、程控衰減器和傳輸通道產(chǎn)生的延遲時間均應(yīng)考慮在內(nèi)。
微波開關(guān)用來作為天線信號通道控制器件，選擇射頻信號經(jīng)過的延遲組件，每一時刻只打開一個通道。通道選擇由微波開關(guān)控制電路實現(xiàn)，在進(jìn)行通道轉(zhuǎn)換時，應(yīng)當(dāng)先斷開當(dāng)前通道，然后接通新的通道。
電控衰減器與延遲組件、微波開關(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產(chǎn)生的能量衰減。衰減值大小由施加的控制信號控制，當(dāng)控制電壓為O 時衰減最小。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。
無延遲組件射頻信號通道是專為高度表射頻頻率、發(fā)射功率和頻偏測試而設(shè)計。發(fā)射信號經(jīng)過固定衰減器與本振信號(頻率固定)混頻(下變頻)，經(jīng)過一個濾波器濾波后進(jìn)行正交變換，將該信號送至數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采樣，通過數(shù)據(jù)處理，計算射頻信號發(fā)射功率、中心頻率和調(diào)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(shù)測試子系統(tǒng)。其優(yōu)點是便于維修調(diào)試，缺點是費(fèi)用高。
3．2 測試與管理軟件
“無線電高度表測試系統(tǒng)”軟件主要由操作系統(tǒng)(Windows XP)、設(shè)備驅(qū)動程序、開發(fā)平臺LabWindows／CVI和測試軟件集組成，相互關(guān)系見圖4。
LabWindows／CVI是一種高效率的開發(fā)軟件，可以編譯生成獨立運(yùn)行的測試程序。LabWindows／CVI采用C語言編程，與儀器驅(qū)動程序的語言形式相同，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(qū)動軟件打包成可安裝型文件形式，便于用戶安裝使用。
測試程序在軟件平臺之上完成，利用軟件平臺提供的用戶開發(fā)接口開發(fā)測試程序，而不通過設(shè)備驅(qū)動程序等低層軟件對具體的儀器設(shè)備編程。軟件平臺驅(qū)動包括硬件接口、儀器驅(qū)動程序等與測試資源相關(guān)的所有軟件驅(qū)動，完成軟件平臺與硬件之間接口驅(qū)動。測試層次結(jié)構(gòu)如圖5所示。
(1)物理接口層
物理接口層是軟件和硬件結(jié)合層，硬件是功能模板卡及標(biāo)準(zhǔn)儀器，由測控計算機(jī)提供PCI總線控制和GPIB總線控制轉(zhuǎn)接接口，軟件是計算機(jī)的驅(qū)動程序，提供對控制卡的I／O操作。該層提供測控計算機(jī)與儀器間物理連接。
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