楊露

摘 要

在工業(yè)級自動測試系統(tǒng)中，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的應(yīng)用十分廣泛。常規(guī)的測試或試驗等一般沒有效率要求，僅要求實現(xiàn)對指標(biāo)的自動測試及記錄;但對于批產(chǎn)產(chǎn)品來說，測試效率低下往往是產(chǎn)品生產(chǎn)、調(diào)試過程中拖慢生產(chǎn)進(jìn)度的重要原因。因此，本文針對如何利用現(xiàn)有資源，通過測試方法的改進(jìn)，提高矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀在自動測試中的工作效率進(jìn)行研究，總結(jié)出一些節(jié)約自動測試時間的方法以供參考。

關(guān)鍵詞

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀;自動測試;效率提升

中圖分類號： TP2 ?TN98 ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 06 . 78

0 引言

在通信、雷達(dá)、集成電路等領(lǐng)域的微波產(chǎn)品測試過程中，基本都需要用到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀主要被用來測試微波產(chǎn)品的S參數(shù)，從而得到包括增益、時延、相移、駐波比、1dB壓縮點等指標(biāo)在內(nèi)的所需參數(shù)信息?；谑噶烤W(wǎng)絡(luò)分析儀強大的功能及較高的測量準(zhǔn)確度，在產(chǎn)品批產(chǎn)測試中，常常用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀結(jié)合相應(yīng)的測試軟件，進(jìn)行多項參數(shù)的自動測試。

1 影響測試效率的因素

為了提高矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀自動測試系統(tǒng)的測試效率，首先要弄清楚影響其效率的點主要是哪些方面。常規(guī)的測試過程無非由狀態(tài)調(diào)用、設(shè)置、掃描、讀取數(shù)據(jù)幾個主要部分組成。其中狀態(tài)調(diào)用和儀表參數(shù)設(shè)置雖然執(zhí)行時間較長，但一般只有測試開始時運行一遍，不在循環(huán)周期內(nèi)，因此基本不對測試效率產(chǎn)生影響。特別的，如果在測試過程中需要不停地對儀表參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，那么只有將設(shè)置的參數(shù)數(shù)量降低到最少，例如只變換測試頻段，而不是將所有參數(shù)都設(shè)置一遍。一般情況下，測試的循環(huán)周期由掃描和讀數(shù)組成，通過對某自動測試軟件中一個循環(huán)周期內(nèi)的各階段安裝定時器發(fā)現(xiàn)，在一個測試周期中，讀取數(shù)據(jù)的時間占據(jù)了該周期的80%，是影響測試效率的主要因素。

掃描時間是可以由設(shè)置矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的中頻帶寬和點數(shù)來控制的，通過合理的設(shè)置中頻帶寬和掃描點數(shù)，可以縮短掃描時間。雖然中頻帶寬越寬，掃描點數(shù)越少，掃描速度越快，時間越短，但過少的掃描點數(shù)和過寬的中頻帶寬都會造成測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度及穩(wěn)定性下降，因此中頻帶寬及掃描點數(shù)一般與測試項目相關(guān)，經(jīng)過多次試驗折中得出最優(yōu)設(shè)置，不可隨意變換。

2 優(yōu)化讀數(shù)時長的方法

讀取數(shù)據(jù)的時間即為將矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X上的時間，經(jīng)定時器測定，該時間相對較長。如何優(yōu)化讀取數(shù)據(jù)所用時間，只有兩種途徑，第一種，通過改變矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的設(shè)置來縮短每次讀數(shù)所用時間;第二種，通過改變測試流程或方法來降低讀數(shù)頻率（這種方法多適用于多通道測量）。

2.1 縮短讀數(shù)時間

經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)，縮短讀數(shù)時間有以下幾種方法：

（1）單次掃描的模式：在傳統(tǒng)的自動測試中，經(jīng)常利用延時來等待讀數(shù)完畢再進(jìn)入下一個周期，這樣不僅耗時較長，且由于不同型號的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀所需時間不同，更換不同儀表時，時延的設(shè)置需要經(jīng)過多次試驗優(yōu)化，從一定程度上限制了測試軟件的通用性。設(shè)置單次掃描，再利用系統(tǒng)指令“*opc？”詢問是否掃描完畢，就可以準(zhǔn)確的得知掃描完畢的時間，緊接著進(jìn)行下一步驟，而不需要再利用延時來等待掃描或讀數(shù)結(jié)束，可以有效降低讀數(shù)時間。

（2）把所有跡線放在一個窗口中：為了提高測試效率，在自動測試中往往會同時設(shè)置多條跡線，分布在多個窗口，以達(dá)到一次測量多個參數(shù)的目的。但試驗證明，N個窗口會使讀數(shù)時間延長N倍，因此要想縮短讀數(shù)時間，就把所有跡線都放在一個窗口中，關(guān)閉多余窗口，可以有效縮短讀數(shù)時間。

（3）關(guān)閉顯示界面：在工業(yè)級批產(chǎn)自動化測試中，往往是無人值守的，數(shù)據(jù)或圖片可以自動存儲，因此矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的界面顯示并不是需項，關(guān)閉顯示界面對批產(chǎn)自動化測試軟件的實用性并不會產(chǎn)生太大影響。但試驗證明，關(guān)閉顯示界面可以也可以縮短讀數(shù)時間1倍左右，因此，在成熟的批產(chǎn)自動化測試程序中，可以關(guān)閉矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的顯示界面。

（4）一次性讀取所有數(shù)據(jù)：由于每讀取一次數(shù)據(jù)均會占用一定的時長，因此一次性讀取所有數(shù)據(jù)，再利用公式將所需數(shù)據(jù)計算出來，不僅可以縮短讀數(shù)時間，還不會影響測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度。例如，要得到幅相數(shù)據(jù)，可以一次性讀出數(shù)據(jù)的全信息，再利用得到的實部虛部計算幅度和相位即可。

2.2 降低讀數(shù)頻率

降低讀數(shù)頻率的方式特別適用于多通道、多狀態(tài)測量。在這種測量中，每變換一個通道/狀態(tài)，都需要對所測頻段進(jìn)行一次掃描，讀取一次數(shù)據(jù)到電腦控制端。但是如果利用分段測量/掃描的方式，有多少個通道/狀態(tài)就設(shè)置多少個段，每變換一個通道/狀態(tài)只需掃描一段，整屏數(shù)據(jù)由若干個段組成，等全部掃描完畢后，再讀取整屏數(shù)據(jù)。這樣就有效降低了讀數(shù)的頻率。

在這種方法中，有幾個需要注意的地方。首先，為了達(dá)到分段的目的，需要將被測件與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的掃描同步。這就需要利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的外觸發(fā)及觸發(fā)完畢端口。外觸發(fā)端口是輸入端口，接收觸發(fā)信號;觸發(fā)完畢端口是輸出端口，在該段掃描完畢后輸出一個有效電平。通過對矢網(wǎng)發(fā)送觸發(fā)信號和接收觸發(fā)完畢信號，就可以準(zhǔn)確的與矢網(wǎng)同步起來，同時也就不需要再利用延時來等待掃描或讀數(shù)完畢了。該部分功能可以利用一個脈沖發(fā)生器或數(shù)據(jù)采集卡完成。

另外，在自動測試程序的編寫中，還有一些通用的技巧可以提高測試效率。例如利用TXT而不是EXCEL來存儲數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)量大則可利用數(shù)據(jù)庫來存儲;將所有的自編函數(shù)封裝好放在一個文件中，主程序僅實現(xiàn)流程控制及函數(shù)調(diào)用能夠的功能等等，都可以在一定程度上提高程序的執(zhí)行效率。

3 結(jié)論

以上方法均經(jīng)過試驗驗證，在實際使用中，還需要依據(jù)項目測試的具體要求，選取合適的測試方法，優(yōu)化儀表各項配置參數(shù)，得到準(zhǔn)確、穩(wěn)定的測試結(jié)果，在此基礎(chǔ)上，再利用一些技巧、方法進(jìn)行效率的提升，最終才能形成一個成熟的測試軟件。

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