葉禮兵

（深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院，深圳，518055）

0 引言

眾所周知，測量自動化是測量儀器發(fā)展的主要方向，隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，測試項目日益增多，測量范圍越來越多，對測試的速度、精度越來越高，表現(xiàn)在測試任務(wù)工作量大、精度要求高、測試速度快等方面，傳統(tǒng)手動操作儀器測試過程中，測試周期長，過程繁瑣，人為因素對測試誤差的影響較大，并且測量結(jié)果通常采用人工記錄，數(shù)據(jù)分析管理缺乏效率與持續(xù)性，在一定程度上不利于數(shù)據(jù)的積累與后續(xù)處理。傳統(tǒng)人工測量的局限性，注定其不能繼續(xù)滿足實際測量的需要，因此在無線通信測量行業(yè)必將被自動測試系統(tǒng)所取代。通常把在最少人工參與的情況下能自動進行測量、數(shù)據(jù)處理并輸出測量結(jié)果的系統(tǒng)稱為自動測試系統(tǒng)。一般，自動測試系統(tǒng)包括控制器、程控儀器與設(shè)備、總線與接口、測試軟件、被測對象五個部分。本文基于Visual Basic 語言以及GPIB 接口,設(shè)計了一套適用于各種信號測量的自動化測試系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)組成與特點

本系統(tǒng)由計算機、GPIB 接口卡和GPIB 標(biāo)準(zhǔn)總線儀器通過標(biāo)準(zhǔn)GPIB 專用電纜連接而成。系統(tǒng)由計算機通過SCPI 語言對各種儀器進行統(tǒng)一控制和管理，實現(xiàn)各種設(shè)備的自動測試。系統(tǒng)硬件組成中，所有測試涉及儀器全部帶有GPIB 接口（GPIB 地址由程序統(tǒng)一分配），儀器與計算機之間通過GPIB 專用電纜連接，儀器之間的射頻信號傳輸則通過專用的信號連接線實現(xiàn)。本系統(tǒng)具有如下顯著優(yōu)點：

1)儀器的遠程控制，包括啟動和關(guān)閉與參數(shù)設(shè)置等。

2)自動測量，并與測試指標(biāo)比較自動給出測量結(jié)果。

3)系統(tǒng)對儀器進行程控，可通過自校準(zhǔn)、多次測量平均等方式提高測量精度。

4)測量過程中對測量數(shù)據(jù)分時自動存儲，數(shù)據(jù)處理、分析靈活方便。

5)自動生成測量報告。

2 系統(tǒng)測試流程與軟件設(shè)計

測試開始時，計算機與儀器通過安裝的GPIB 卡進行通信。軟件通過SCPI 語言首先對儀器進行初始化設(shè)置，初始化完成后，軟件再根據(jù)測試模板對射頻信號發(fā)生器進行信號參數(shù)設(shè)置，然后控制測試儀器進行測量，測量完成后將相應(yīng)測試結(jié)果讀回系統(tǒng)，根據(jù)預(yù)設(shè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)對相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析與處理，最后給出測試指標(biāo)的評價結(jié)果。

系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計,主要分為用戶管理模塊、查詢模塊、模板管理模塊、測試模塊、結(jié)果處理模塊5個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)又包含若干個功能模塊。其中與測試流程相關(guān)的主要包括查詢、測試、結(jié)果處理、模板管理等模塊，查詢模塊負(fù)責(zé)測試模板、測試指令以及測試結(jié)果的查詢；模板管理模塊負(fù)責(zé)測試項目管理、指令模板管理、測試模板添加、測試模板管理、儀器類型管理、儀器型號管理等；測試模塊負(fù)責(zé)項目的整體測試和分項測試工作。系統(tǒng)通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)各個子系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)。數(shù)據(jù)庫中與測試流程相關(guān)的表單主要包括測試項目、測試模板、指令模板、測試結(jié)果4個，它們之間通過唯一的項目編號（ID）進行關(guān)聯(lián)。

以射頻信號發(fā)生器輸出頻率示值測試項目為例，說明測試流程的實現(xiàn)過程。該項目ID 為2，測試模板為測試時需進行設(shè)置的參數(shù)，包括信號發(fā)生器不同通道(var1)、頻點(var2)、信號電平(var3)等，測試模板為測試過程中涉及的11 條SCPI 語言，如下：

測試時，系統(tǒng)先調(diào)入測試模板，測試模板通過項目ID 找到對應(yīng)的指令模板，指令模板中涉及的各種參數(shù)通過數(shù)據(jù)庫與測試模板關(guān)聯(lián)，得到測試項目所對應(yīng)的完整指令，測試時通過反復(fù)調(diào)用以下兩個函數(shù)，實現(xiàn)對儀器設(shè)置或測量操作。

A）儀器設(shè)置操作

B）儀器測量操作

4 結(jié)論分析

本系統(tǒng)通過生產(chǎn)實踐證明，專業(yè)測試人員手工測試需耗時大半天的完整測試項目，采用本文開發(fā)的系統(tǒng)，僅需1個小時左右，且測試人員只需按照系統(tǒng)提示信息進行操作，無須掌握專業(yè)的儀器操作即可完成。綜上所述，本系統(tǒng)對測試人員的專業(yè)要求低，還可大幅度提高測試效率，再者，模塊化的設(shè)計便于修改和維護,易于后續(xù)功能開發(fā)與擴展。

[1] 聽雨軒工作室，AgilentVEE 虛擬儀器工程設(shè)計與開發(fā)。[M].北京：國防工業(yè)出版社，2004.

[2]劉國林，殷貫西等.電子測量[M].北京：機械工業(yè)出版社.2003.

[3] Agilent Technologies.Agilent technologies vISA user’s Guide[M].2001.