基于PXI总线技术的测试设备研究＊

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1 引言

发射机是某智能电子系统的重要组成部分，其主要功能是将所需的信号进行功率放大，以便完成该电子系统的远距离信号发射。通常发射机相关电性能参数是采用通用标准仪器或通用性较差的检查台进行测试的，存在测试速度慢、人工误判、操作繁杂、不利于维修和升级等缺点。随着电子技术和计算机技术的发展，自动测试技术日新月异，基于PXI总线的测试技术代表了目前较先进的总线测试技术，其特点是高性能、体积小、低成本，适用于电子系统的组、部件测试。本文以PXI总线仪器模块系统为核心，提出了一种通用测试平台加专用适配器的设计思路，开发设计了智能电子系统发射机的测试设备［1～2］。

2 系统总体结构及软硬件设计

发射机测试系统由通用测试平台加专用适配器及基于Labwindows／CVI开发软件组成［3～4］。通用测试平台包括计算机、PXI系统、大功率电源和UPC接口等设备组成，被测设备和通用平台的连接是通过专用适配器及专用电缆连接实现。系统整体框架如图1所示。

图1 系统框架

3 硬件设计

1）在硬件设计过程中，采用主控计算机IPC-811B，通过PXIe-PCIe-8371 远程控制器完成与PXI系统的通信，其中PXI机箱选用美国NI公司的PXIe-1062 机箱。UPC 转接口采用美国UPC公司G18系列产品，适合连接各种信号、电源、光纤等输入输出要求，通过更换专用适配器可方便实现对多个对象的测试［5～6］。

PXI机箱主要安装了以下模块：

（1）并行数据采集模块：采用美国NI公司的PXIe4350 8 通道并行采集卡，用以采集发射机多路输出功放信号。

（2）多功能采集卡：采用美国NI 公司的PXI2568，用以产生发射机启动信号和其它辅助信号的采集。

（3）信号源：采用美国NI公司的PXI5441，用以产生发射机所需的同步信号源。

2）专用适配器的主要作用是将被测设备所需的输入输出信号进行信号调理，以便于PXI系统仪器模块处理。发射机专用适配器内部电路主要包括启动变换电路、功率负载及分压电路、耗流隔离电路等［7］。

4 系统软件设计

图2 系统软件结构框图

测试系统软件采用NI公司的Labwindows／CVI软件进行设计开发，该软件是面向计算机测控领域虚拟仪器的软件开放平台，开放程序效率高、可靠性好、编程灵活，具有丰富的函数库［8～10］；为开放人员建立自动测试提供了理想的软件开放环境。该测试系统软件采用模块化设计原则，将测试系统分为多个模块，其结构框图如图2所示。

5 测试系统的关键技术研究

5.1 发射机同步启动控制信号及同步信号源产生

发射机由测试系统产生同步启动等信号，从而控制发射机开始工作。要求测试系统完成产生的同步信号如图3所示。

多功能采集卡PXI2568具有PFI数字I／O 通道和定时／计数器功能，由PFI数字I／O 产生启动脉冲信号，同时路由到PXI5441信号源进行触发，以产生同步信号源，启动脉冲信号由光耦变换后输出，信号源包络为矩形，载波为正弦波或矩形波。实验表明同步启动信号和多路同步信号源同步性能良好，信号稳定，保证了发射机正常工作。

图3 同步信号

5.2 载波频率测试

发射机功放输出信号，经衰减后采集处理，在载波频率测试中，采用FFT 方法进行测试，发现载波频率测试不准，不能满足设计要求，分析发现是由于脉宽较窄，周期较长，每一个周期中有效信息太少，导致载波频率测试误差较大。如图4所示。

图4 载波信号

采取的措施是采样2～3个周期的信息，然后将每周期的有效信息接续起来，为保证有效信息数据的相位连续性，将前一个周期的数据与后一周期的数据进行比对，到达一致时或误差较小时，将后一个周期的数据与前一周期的数据进行拼接，从而形成新的有效数据，采用此办法增加了有效数据的长度，提高了频率分辨率，从而提高了频率测试精度，满足了设计要求［11］。

6 测试结果

用该测试系统测试了发射机的相关参数，表1为部分测试结果。

表1 发射机测试参数

测试结果满足设计要求。

7 结语

本文基于PXI总线技术，设计了发射机测试系统，实现了对发射机性能参数的可靠检测，提高了发射机的测试精度和效率，该技术已成功应用于多项电子设备的测试，有一定的推广价值。

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