基于VXI/GPIB總線的通信設(shè)備測試診斷系統(tǒng)

　隨著科學(xué)技術(shù)尤其電子技術(shù)的迅速發(fā)展，通信設(shè)備功能越來越強大，種類越來越繁多，對通信設(shè)備的維修測試提出了更高的要求。通信設(shè)備傳統(tǒng)的維修主要采用分立測試儀器的方式來進行，如果實現(xiàn)多種通信設(shè)備的維修測試，往往需要很多分立的專用測試測量儀器，維護保障方式效率低，測試覆蓋率、故障隔離率較低。適應(yīng)通信設(shè)備的發(fā)展趨勢，結(jié)合測試診斷領(lǐng)域的新技術(shù)、新進展，研制通信設(shè)備測試診斷系統(tǒng)滯滿足各種通信設(shè)備的系統(tǒng)級和電路板級的測試和故障診斷，提高警惕測試覆蓋率、故障診斷隔離率和維修保障效率，從而提高通信設(shè)備的維修保障能力，已成為通信設(shè)備維修保障的重要發(fā)展方向。

　　VXI總線接口不僅結(jié)構(gòu)緊湊、標準開放、數(shù)據(jù)吞吐能力強、模塊可重復(fù)使用，而且虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)（VISA）解決了所使用的計算機和儀器之間的接口與應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境的兼容性問題，因此在測試診斷系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。GPIB標準總線作為一種成熟完善的標準儀器總線，在高頻、微波頻段的自動化測量領(lǐng)域是一種不可缺少的儀器總線技術(shù)。GPIB標準總線與VXI總線在系統(tǒng)應(yīng)用中，無論在軟件還是硬件，都有著天然的兼容性和互補性。兩者結(jié)合使系統(tǒng)的通用性，功能及測量帶寬的擴充性和電磁兼容能力進一步提高。因此，航天測控通信設(shè)備測試診斷系統(tǒng)采用以VXI總線為主，GPIB為輔的系統(tǒng)總線構(gòu)架。


　　一、系統(tǒng)組成

　　航天測控通信設(shè)備測試診斷系統(tǒng)包括硬件平臺、軟件平臺和TPS（測試程序集）三個部分。

　　硬件平臺主要由主控計算機、程控電源、測量儀器模塊、組合便攜移動機箱、VXI機箱以及其他部件等組成。其中測量儀器模塊包括綜合信號源、頻譜分析儀、微波功率計、微波頻率計、VXI綜合測量接收機、微波開頭、數(shù)字多用表、誤碼儀、任意波發(fā)生器、示波器、A/D模塊、D/A模塊、數(shù)字I/O、矩陣開關(guān)等。軟件平臺包括系統(tǒng)設(shè)置管理、系統(tǒng)校準/自檢、TPS開發(fā)平臺、TPS執(zhí)行平臺、綜合信息查詢等幾部分。TPS包括通信設(shè)備的系統(tǒng)級TPS和電路板級TPS。

　　二、系統(tǒng)工作原理

　　對于通信設(shè)備的系統(tǒng)級測試，被測對象的主要測試接口有天線口、音頻接口（耳機、話筒）和數(shù)傳口。被測通信設(shè)備的測試接口通過ITA（接口適配器）與通信設(shè)備測試診斷系統(tǒng)相連，從而形成測試通道，實現(xiàn)測試儀器與被測對象的連接。在主控計算機軟件平臺的控制下，測試儀器資源向被測通信設(shè)備發(fā)送激勵、采集響應(yīng)實現(xiàn)通信設(shè)備的系統(tǒng)級測試，通過與該測試參數(shù)的正常值進行對比，給出被測對象正?；蛴泄收系慕Y(jié)論。通過開關(guān)陣列（包括微波開關(guān)和繼電器開關(guān)）的合理轉(zhuǎn)接，實現(xiàn)不同種類測試參數(shù)的自動測試。

　　對于通信設(shè)備電路板的測試和故障診斷，被測對象的主要接口為電路板的邊緣連接器，以及射頻連接器，如SMA、BNC、SMC等接口形式。被測電路板通過通用適配板、ITA與系統(tǒng)測試儀器資源相連，形成測試通道，實現(xiàn)測試儀器與被測對象的連接。在主控計算機軟件平臺的控制下，結(jié)合開關(guān)陣列，采用自動與人工相結(jié)合的方式，系統(tǒng)能夠?qū)Ρ粶y電路板多達128針的儀器資源進行自由配置。并且通過ITA面板上的數(shù)字I/O測試接口，數(shù)字探筆、模擬探筆、夾具等測試接口，可以實現(xiàn)對沒有引到的電路板邊緣連接器的重要測試信號的測試。主控計算機是測試診斷過程的指揮控制中心，對數(shù)據(jù)采集及激勵設(shè)備的工作進行協(xié)調(diào)和控制。測試數(shù)據(jù)送故障診斷數(shù)據(jù)庫進行預(yù)處理。對于電路板級故障診斷，在運行TPS的控制，引導(dǎo)測試夾具和探筆，逐步深入，可將故障隔離到芯片級。

　　對于系統(tǒng)自檢，在軟件平臺的自檢模塊的控制下，實現(xiàn)測試診斷信息的統(tǒng)計查詢和共享。
　　三、系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

　　航天測控通信設(shè)備測試診斷系統(tǒng)軟件是在航天測控公司軟件產(chǎn)品Fault doctor 2.0基礎(chǔ)上，針對通信設(shè)備測試診斷的特點進行改進設(shè)計，采用了軟總線技術(shù)、動態(tài)加載技術(shù)、COM技術(shù)、GDI+技術(shù)、ASP2.0技術(shù)、BCG界面技術(shù)、VPP規(guī)范儀器互換技術(shù)、測試參數(shù)庫、外掛模塊等技術(shù)，建立了從系統(tǒng)級測試、電路板級測試到電路板級故障診斷的通信設(shè)備“測試/診斷/管理一體化”的軟件框架模型，并為實現(xiàn)遠程故障診斷等預(yù)留了接口。

　　軟件總體結(jié)構(gòu)有四個大模塊，每個大模塊又包括若干小模塊，模塊和模塊之間功能互相獨立，在主控程序控制下，通過接口傳遞功能需求和進行數(shù)據(jù)的傳遞及修改。四個大的功能模塊包括：系統(tǒng)綜合管理，包括系統(tǒng)啟用/注銷、系統(tǒng)自檢/校準和系統(tǒng)維護；TPS開發(fā)，采用圖形化編程或建模；TPS執(zhí)行，完成對被測對象的測試和故障診斷，提供自動檢測和信息提示功能；綜合自息查詢，包含基本查詢和高級查詢。

　　隨著現(xiàn)代通信技術(shù)、電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，通信設(shè)備功能和性能得到 極大的地提高，同時對通信設(shè)備的維修保障提出了更高的要求。模塊化、開放式的航天測控通信設(shè)備測試診斷系統(tǒng)，可適用多種類的通信設(shè)備系統(tǒng)級和電路板級的測試和故障診斷，提高通信設(shè)備維護保障能力。采用該系統(tǒng)對電臺、接力設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)終端進行系統(tǒng)級和電路板級的測試診斷，與常規(guī)維修手段相比，可提高維修保障效率50%以上。