合成儀器自動測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點
摘要:本文分析了合成儀器自動測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點。對LXI平臺、PXI平臺和混合平臺構(gòu)建的三種不同結(jié)構(gòu)的合成儀器自動測試系統(tǒng)特點作了介紹。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/86948.htm關(guān)鍵詞:合成儀器;自動測試系統(tǒng);系統(tǒng)平臺;LXI接口;PXI接口
引言
合成儀器是近年來測試測量儀器業(yè)界的最熱門話題,因為美國國防部門放棄自動測試設(shè)備的專用采購,改為商業(yè)現(xiàn)貨采購,同時提倡各軍兵種的自動測試設(shè)備結(jié)構(gòu)的模塊化,利用數(shù)量有限的通用模塊綜合成各種不同應(yīng)用的測試測量系統(tǒng),簡稱合成儀器。實際上“合成儀器”只是一個技術(shù)名詞,作為表達一種不同于“自然儀器”的新測量學(xué)或者新的測試測量學(xué)科之用。
合成儀器的典型系統(tǒng)構(gòu)成可分為三個子系統(tǒng):數(shù)字處理和控制子系統(tǒng),A/D和D/A轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng),以及信號調(diào)理子系統(tǒng)。再由三個子系統(tǒng)形成兩個鏈路,即激勵鏈路和測量鏈路,在兩個鏈路之間連接被測器件。這些子系統(tǒng)又由數(shù)量不多的基本模塊組成,整個系統(tǒng)好像積木魔方體,每邊只有幾塊基本積木即可組合成無數(shù)多采多姿的圖案。合成儀器是由基本模塊組合而成,而且組合體的總數(shù)遠大于基本模塊數(shù),因而,有些合成儀器專家認為使用“協(xié)調(diào)儀器”更為確切。合成儀器與軟件定義無線電有相似之處,但是后者也只有合成功能,欠缺測量和分析能力。合成儀器與虛擬儀器更為相近(實質(zhì)上虛擬儀器屬于合成儀器的超集),前者比后者的內(nèi)容更完善。所有合成儀器都是虛擬儀器,同樣具有虛擬面板,由軟件映射和擴展硬件的功能,由PC管理數(shù)據(jù)流、分析和表現(xiàn)結(jié)果。但是虛擬儀器的硬件來自自然儀器,而合成儀器的硬件來自基本儀器模塊,軟件起著更大的作用。
目前,合成儀器主要用戶是國防/航天部門,設(shè)備主要是微波/RF頻段的自動測試系統(tǒng)(SI-ATS),由于起點比較高,能夠供應(yīng)這些設(shè)備的測試測量儀器公司還不多。以下介紹三種有代表性的合成儀器ATS系統(tǒng),第一是安捷倫(Agilent)公司的SI儀器系列,第二是艾法斯(Aeroflet)公司的SMARTE系列,第三是國家儀器(NI)/相位矩陣(Phase Matrix)/BAE系統(tǒng)三家公司合作開發(fā)的PXI合成儀器系列。
LXI合成儀器SI系列
安捷倫科技公司在2006年5月宣布六種獲得LXI聯(lián)合體認證的A類LXI標準模塊,并且借助這六種LXI模塊構(gòu)成業(yè)界第一套合成儀器ATS系統(tǒng)。隨后該ATS交付美國海軍使用,作為飛行電子設(shè)備測試和維護的裝備,成為美國國防部新一代測試計劃(NxTest)試點工程項目,即統(tǒng)一自動支援系統(tǒng)(CASS)的商用現(xiàn)貨采購裝備,并考核合成儀器的全面性能。2007年安捷倫正式將合成儀器列入產(chǎn)品目錄,作為軍民兩用的測試測量儀器和自動測試系統(tǒng)供應(yīng)。
安捷倫的六種合成儀器的型號如下:
· N8201A數(shù)字下變頻器SI模塊
· N8211A模擬上變頻器SI模塊
· N8212A矢量上變頻器SI模塊
· N8221A中頻數(shù)字化儀SI模塊
· N8241A任意波形發(fā)生器SI模塊
· N8242A任意波形發(fā)生器SI模塊
顯然,以上六種SI模塊都是從安捷倫的GPIB總線臺面儀器作重新設(shè)計成為LXI模塊,并且滿足A類標準。為了構(gòu)建成完整的ATS系統(tǒng),還可選用安捷倫的B類或C類LXI模塊,或者采用其它儀器公司供應(yīng)的LXI模塊構(gòu)成ATS系統(tǒng)。
為了滿足美國國防部對合成儀器ATS系統(tǒng)現(xiàn)在和將來的測試方案,A類LXI模塊還需要經(jīng)受四種特殊測試。它們分別是飛行路線測試、中間級(I-Level)測試、庫房測試、制造商(OEM)測試,具體內(nèi)容如下:
· 飛行路線測試——在這種運作下,模塊內(nèi)的接收系統(tǒng)從飛機或車輛接收消息,形成“注意”標志。當系統(tǒng)回到基地,立即識別和找出需要校正的子系統(tǒng),將損壞單元記錄到中央數(shù)據(jù)庫,以便在整個處理過程中跟蹤該單元。
· 中間級測試——測試關(guān)鍵在于識別出子系統(tǒng)的損壞模塊,如果能夠移去該模塊,則記錄到中央數(shù)據(jù)庫,然后進行下一步測試。
· 庫房測試——在集中的維護中心內(nèi),對損壞模塊作板級的元件識別,然后將維修的單元送回備件庫進行修理。目標是提高飛機或車輛的可用性。
· 制造商測試——在標準流程中,合成儀器的ATS系統(tǒng)的板卡、模塊或子系統(tǒng)在交付部隊和進入服務(wù)前應(yīng)該進行OEM測試。如果制造商和部隊都采用相同的硬件/軟件測試系統(tǒng),則測試結(jié)果具有更高的可信度。同時極大的地降低ATS系統(tǒng)的開發(fā)成本,以及部署和支援的費用。安捷倫公司的合成儀器ATS系統(tǒng)與具有相同特性的臺面儀器測試系統(tǒng)的對比如圖1所示,前者使用上、下變頻器、中頻數(shù)字化儀、任意波形發(fā)生器等模塊儀器為主,后者使用微波信號源和頻譜分析儀等傳統(tǒng)臺面儀器為主,突顯合成儀器具有節(jié)省機箱空間、節(jié)約功率和機動性的優(yōu)點。
圖1 合成儀器ATS系統(tǒng)與具有相同特性的臺面儀器測試系統(tǒng)對比
SMARTE合成測試環(huán)境系列
艾法斯公司是一家微波/RF測試測量儀器供應(yīng)商,對合成儀器有十年以上的開發(fā)經(jīng)驗,前期曾推出基于GPIB臺面儀器和基于VXI模塊儀器的合成儀器ATS系統(tǒng),并且供應(yīng)3/6GHz的多種PXI發(fā)生器/分析器組成的測量子系統(tǒng)和完整系統(tǒng)。它的合成系統(tǒng)部負責(zé)偵察雷達、人造衛(wèi)星、電子對抗、導(dǎo)航識別、軍用ATS系統(tǒng)、通用微波測試的設(shè)備。去年底合成系統(tǒng)部公布開發(fā)成功第五代的高性能合成測試環(huán)境SMARTE5000(合成多功能的自適應(yīng)可重配置測試環(huán)境),并展出樣機。艾法斯公司認為SMARTE5000是業(yè)界領(lǐng)先的合成測試系統(tǒng),具有高度集成和完整解決方案的測試環(huán)境,而其它競爭對手的合成儀器測量系統(tǒng)只是臺面儀器或合成儀器的集合體,系統(tǒng)級的支持卻留待ATS系統(tǒng)集成商或用戶自行解決。
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