基于PCI總線的無(wú)線電高度表測(cè)試系統(tǒng)

　　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(shí)間均應(yīng)考慮在內(nèi)。

　　微波開關(guān)用來(lái)作為天線信號(hào)通道控制器件，選擇射頻信號(hào)經(jīng)過的延遲組件，每一時(shí)刻只打開一個(gè)通道。通道選擇由微波開關(guān)控制電路實(shí)現(xiàn)，在進(jìn)行通道轉(zhuǎn)換時(shí)，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(hào)回路中，用于模擬射頻信號(hào)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(hào)控制，當(dāng)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(hào)而定。

　　無(wú)延遲組件射頻信號(hào)通道是專為高度表射頻頻率、發(fā)射功率和頻偏測(cè)試而設(shè)計(jì)。發(fā)射信號(hào)經(jīng)過固定衰減器與本振信號(hào)(頻率固定)混頻(下變頻)，經(jīng)過一個(gè)濾波器濾波后進(jìn)行正交變換，將該信號(hào)送至數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采樣，通過數(shù)據(jù)處理，計(jì)算射頻信號(hào)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(jì)等市售儀器組成射頻參數(shù)測(cè)試子系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是便于維修調(diào)試，缺點(diǎn)是費(fèi)用高。

　　3.2 測(cè)試與管理軟件

　　“無(wú)線電高度表測(cè)試系統(tǒng)”軟件主要由操作系統(tǒng)(Windows XP)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、開發(fā)平臺(tái)LabWindows/CVI和測(cè)試軟件集組成，相互關(guān)系見圖4。

　　圖4 軟件層次結(jié)構(gòu)

　　LabWindows/CVI是一種高效率的開發(fā)軟件，可以編譯生成獨(dú)立運(yùn)行的測(cè)試程序。LabWindows/CVI采用C語(yǔ)言編程，與儀器驅(qū)動(dòng)程序的語(yǔ)言形式相同，便于測(cè)試編程工作。LabWindows/CVI還提供了安裝打包手段，可將所有測(cè)試程序及驅(qū)動(dòng)軟件打包成可安裝型文件形式，便于用戶安裝使用。

　　測(cè)試程序在軟件平臺(tái)之上完成，利用軟件平臺(tái)提供的用戶開發(fā)接口開發(fā)測(cè)試程序，而不通過設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序等低層軟件對(duì)具體的儀器設(shè)備編程。軟件平臺(tái)驅(qū)動(dòng)包括硬件接口、儀器驅(qū)動(dòng)程序等與測(cè)試資源相關(guān)的所有軟件驅(qū)動(dòng)，完成軟件平臺(tái)與硬件之間接口驅(qū)動(dòng)。測(cè)試層次結(jié)構(gòu)如圖5所示。

　　圖5 測(cè)試層次結(jié)構(gòu)

　　(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(cè)控計(jì)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(jì)算機(jī)的驅(qū)動(dòng)程序，提供對(duì)控制卡的I/O操作。該層提供測(cè)控計(jì)算機(jī)與儀器間物理連接。

　　(2)測(cè)試資源層

　　測(cè)試資源層主要由測(cè)控卡及測(cè)試儀器驅(qū)動(dòng)程序組成，系統(tǒng)所選用的測(cè)控卡及測(cè)試儀器無(wú)論是PCI總線還是GPIB總線儀器，儀器供應(yīng)商均提供了驅(qū)動(dòng)程序，該驅(qū)動(dòng)程序按儀器驅(qū)動(dòng)程序的標(biāo)準(zhǔn)要求來(lái)編寫，儀器驅(qū)動(dòng)程序的功能函數(shù)則完成對(duì)儀器測(cè)試功能的控制和測(cè)試數(shù)據(jù)的讀取。該層根據(jù)測(cè)試策略生成測(cè)試代碼，為不同的測(cè)試功能提供測(cè)試程序。

　　(3)用戶管理層

　　用戶管理層主要包括測(cè)試功能組件、自行開發(fā)的應(yīng)用軟件工具、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和CVI本身的功能函數(shù)庫(kù)，是軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)的重要組成部分，也是軟件對(duì)資源高度集中管理的體現(xiàn)。通過測(cè)試功能組件對(duì)資源進(jìn)行控制，而不必理解熟悉該層以下的低層軟件。

　　(4)用戶應(yīng)用層

　　用戶應(yīng)用層是實(shí)現(xiàn)檢測(cè)功能的一層，該層為測(cè)試要求提供正式標(biāo)準(zhǔn)的定義，將維修測(cè)試數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，從而決定測(cè)試策略，最終生成測(cè)試代碼。

　　用戶應(yīng)用層是軟件平臺(tái)的重要組成部分，包括高度表的測(cè)試程序、檢測(cè)系統(tǒng)管理程序(程序管理器、數(shù)據(jù)管理器)。測(cè)試程序完成待測(cè)裝備的功能測(cè)試;程序管理器提供測(cè)試程序的啟動(dòng)運(yùn)行環(huán)境，對(duì)各種測(cè)試程序統(tǒng)一管理;數(shù)據(jù)管理程序用于管理、查詢或打印測(cè)試結(jié)果。

　　根據(jù)高度表測(cè)試系統(tǒng)使命任務(wù)與功能要求，測(cè)試軟件集應(yīng)包含以下測(cè)試程序模塊：a)自動(dòng)測(cè)試程序模塊;b)單步測(cè)試程序模塊;d)自檢程序模塊;e)校準(zhǔn)程序模塊;f)用戶界面;g)管理及維護(hù)模塊;h)參數(shù)與故障數(shù)據(jù)庫(kù)。其相互關(guān)系如圖6所示。

　　圖6 測(cè)試軟件結(jié)構(gòu)

　　3.2.1 測(cè)試主程序

　　高度表測(cè)試軟件主程序的功能是提供用戶界面，通過用戶操作來(lái)控制測(cè)試內(nèi)容的執(zhí)行。主程序面板采用菜單的形式，所有選擇通過鼠標(biāo)操作完成。菜單欄顯示了系統(tǒng)所具有的所有可執(zhí)行功能項(xiàng)。圖6內(nèi)所有選項(xiàng)均可以在主程序界面進(jìn)行選擇。

　　3.2.2 管理及維護(hù)程序

　　管理及維護(hù)程序進(jìn)行操作員資格確認(rèn)(密碼)、生成測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)和報(bào)表、建立故障數(shù)據(jù)庫(kù)、日志管理和內(nèi)部文件管理。

　　3.2.3 測(cè)試項(xiàng)目

　　測(cè)試項(xiàng)目主要包含高度表測(cè)試系統(tǒng)自檢、自動(dòng)測(cè)試、單步測(cè)試和計(jì)量校驗(yàn)。系統(tǒng)自檢主要指工控機(jī)部分，再開機(jī)時(shí)自動(dòng)完成。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　測(cè)試系統(tǒng)采用自下而上的設(shè)計(jì)思想，設(shè)備硬件系統(tǒng)采用了基于PCI的西門子公司的工控機(jī)作為核心，采集、檢測(cè)、控制、調(diào)理和輔助電路配置在一臺(tái)機(jī)箱中，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、抗干擾性能良好的優(yōu)點(diǎn)。軟件系統(tǒng)采用開發(fā)效率高、應(yīng)用功能強(qiáng)大的LabWindows/CVI作為測(cè)試軟件的開發(fā)工具，以目前流行的Windows XP作為開發(fā)平臺(tái)。程序結(jié)構(gòu)清晰，可讀性強(qiáng)，易于功能擴(kuò)展。程序的界面圖形化，直觀，友好。使用簡(jiǎn)單明了，易于操作，自動(dòng)化程度較高。完全能夠滿足相關(guān)國(guó)軍標(biāo)和修理廠、*測(cè)試要求。