石萍

【摘 要】手持式頻譜儀現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于無線電測量領(lǐng)域，但由于其指標(biāo)多、測試繁復(fù)、數(shù)據(jù)量大給日常計量工作帶來不便。本文大致介紹了基于VB的手持式頻譜儀自動檢定系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】VB；手持式頻譜儀；自動檢定系統(tǒng)

中圖分類號： TM935.21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）18-0021-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.18.008

【Abstract】The handheld spectrum meter is now widely used in the field of radio measurement，but it is inconvenient for daily measurement because of its many indexes，complicated test and large amount of data.This paper introduces the design and application of the automatic verification system for handheld spectrum analyzer based on VB.

【Key words】VB；Handheld spectrum analyzer；Automatic verification system

0 引言

頻譜分析儀主要用于射頻和微波信號的領(lǐng)域分析，包括測量信號的功率、頻率、失真產(chǎn)物等，廣泛應(yīng)用于無線電測試測量領(lǐng)域，屬于無線電測量儀器中最常見的儀器。隨著科技的日益提高，手持式頻譜儀與臺式頻譜儀相比以體積小、便攜、成本低、高性能的優(yōu)勢逐漸成為野外與現(xiàn)場測試測量應(yīng)用中不可缺少的工具。在日常計量工作中，手持式頻譜儀雖然體積小，但在計量檢定上與臺式儀器一樣會出現(xiàn)因自身技術(shù)指標(biāo)多、檢定項目多導(dǎo)致工作量大，檢定效率低的問題。針對此特設(shè)計了手持式頻譜儀的自動檢定系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)硬件構(gòu)成

手持式頻譜儀自動檢定系統(tǒng)是由信號發(fā)生器、功率計、計算機(jī)、GPIB-USB接口卡、GPIB電纜、網(wǎng)線組成。一般手持式頻譜儀都沒有GPIB接口，用LAN口與計算機(jī)進(jìn)行通信。其他檢定標(biāo)準(zhǔn)器具用GPIB電纜和GPIB-USB接口卡連接至計算機(jī)。如圖1所示。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計

手持式頻譜儀自動檢定系統(tǒng)是基于Visual Basic 6.0為軟件開發(fā)平臺，以VISA作為軟硬件通信接口標(biāo)準(zhǔn)。Visual Basic 6.0是Microsoft公司推出的一個可視化、面向?qū)ο笄一谑录?qū)動的集成開發(fā)環(huán)境，用戶可以通過使用它高效快捷地創(chuàng)建各種Windows應(yīng)用程序。其繼承了Basic語言簡單易學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，采用了事件驅(qū)動的編程機(jī)制，是易學(xué)實(shí)用、功能強(qiáng)大的Windows應(yīng)用程序開發(fā)工具。VISA（Virtual Instrument Software Architecture），即虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)，是VXI Plug&play; 聯(lián)盟制定的I/O接口軟件標(biāo)準(zhǔn)及其規(guī)范的名稱。VISA提供用于儀器編程的標(biāo)準(zhǔn)I/O函數(shù)庫，稱為VISA庫。VISA函數(shù)庫駐留在計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，是計算機(jī)與儀器的標(biāo)準(zhǔn)軟件通信接口，計算機(jī)通過它來控制儀器。軟件主要包括儀表設(shè)置、執(zhí)行檢定項目、保存檢定數(shù)據(jù)三大功能模塊。如圖2所示。

3 關(guān)鍵技術(shù)問題及解決

3.1 儀器多型號兼容性問題

本軟件主要針對自動檢定的手持式頻譜儀生產(chǎn)廠家有Agilent公司、41所、安立公司。由于不同廠家的程控指令會有不同，同廠家不同型號的程控指令也會有不同。因此根據(jù)廠家程控手冊建立指令庫來添加不同型號儀器的指令。在儀表設(shè)置—型號選擇中，對被檢儀器型號和標(biāo)準(zhǔn)器具型號進(jìn)行選擇，根據(jù)選擇調(diào)取相對應(yīng)的指令庫指令。

3.2 被檢手持式頻譜儀網(wǎng)口通信問題

由于手持式頻譜儀均無GPIB接口，需要利用LAN口進(jìn)行網(wǎng)口通信。不同廠家的手持式頻譜儀網(wǎng)口通信控制方式不同。如：Agilent公司是“TCPIP0：：192.168.5.116：：inst0：：INSTR”，41所的則需要設(shè)置SOCKET端口號“TCPIP0：：192.168.5.116：：5000：：SOCKET”。因此在儀表設(shè)置—地址設(shè)置中，對網(wǎng)口通信設(shè)置方式進(jìn)行提示，方便檢定人員能快速對手持式頻譜儀進(jìn)行控制操作。

3.3 被檢手持式頻譜儀無對應(yīng)程控指令問題

在查找手持式頻譜儀控制指令時發(fā)現(xiàn)有的廠家某型號儀器沒有相對應(yīng)的指令語句。如：檢定項目中的分辨率帶寬準(zhǔn)確度，手動檢定時可以利用測量功能里自動測得3dB帶寬，但是41所的AV4023、Agilent公司的N9935A并無相對應(yīng)的程控指令，自動檢定沒辦法直接利用測量功能測得3dB帶寬。解決方法：按廠家性能測試手冊要求設(shè)置頻率、掃寬、分辨率帶寬，已知手持式頻譜儀的默認(rèn)掃描點(diǎn)數(shù)，利用全屏讀值法來測3dB帶寬。如：AV4023默認(rèn)掃描點(diǎn)數(shù)為501，利用全屏讀值指令“：TRAC：DATA？”采下501個數(shù)值，找出最大值，計算出最大值減各個值再減3的絕對值，分別找出第1個數(shù)到第250個數(shù)和第251個數(shù)到第501個數(shù)的兩個最小值所在點(diǎn)數(shù)，由頻率步進(jìn)分別算出這兩個最小值的頻率，兩個頻率的頻率差即為3dB帶寬值。

3.4 采集數(shù)據(jù)判斷合格問題

手持式頻譜儀檢定項目多，數(shù)據(jù)量大，因此需要自動對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷。根據(jù)廠家指標(biāo)對自動檢定所采測試數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷是否在允許誤差范圍內(nèi)，并對超差數(shù)據(jù)做出標(biāo)記以提示檢定人員。

4 結(jié)束語

本文介紹了基于VB開發(fā)平臺設(shè)計的手持式頻譜儀自動檢定系統(tǒng)。該軟件能兼容多種控制通信方式、多型號儀器，大大提高了日常檢定工作效率，減少操作人員人為因素影響，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。目前已應(yīng)用與日常計量檢定工作中，有效提高了計量站服務(wù)能力。

【參考文獻(xiàn)】

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[4]41所手持式頻譜儀程控說明書[Z].