一種多功能同步測試裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多功能同步測試裝置，該裝置多種儀器功能集成于一體，采用軟硬件模塊化設(shè)計(jì)，可通過不同的組合實(shí)現(xiàn)不同的測試功能。本發(fā)明解決多個儀器功能的同步測試，實(shí)現(xiàn)在同一觸發(fā)信號的作用下，多個儀器功能的同時(shí)工作，及時(shí)準(zhǔn)確地捕獲到相應(yīng)被測試信號，提高了被測信號的捕獲概率，確保了信號處理的實(shí)時(shí)性。與此同時(shí)，本發(fā)明的同步精度高且可以控制，方便用戶在多種同步測試場合下使用。
【專利說明】一種多功能同步測試裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子設(shè)備測量、測控等領(lǐng)域，尤其涉及一種多功能同步測試裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前測量、測控有如下幾種測試方式:
1.常用測量、測控儀器都是獨(dú)立設(shè)備，多個設(shè)備同時(shí)使用時(shí)需要單獨(dú)操作每一個獨(dú)立的儀器設(shè)備，無法進(jìn)行同步測試。
[0003]2.將多個測量、測控儀器集成為一個ATE測控系統(tǒng)，可以進(jìn)行同步測試，但是同步精度不高且不可控制，集成后的ATE系統(tǒng)體積大、成本和能耗都較高，使用不便。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種多功能同步測試裝置，包括PXI機(jī)箱、顯示模塊、封裝在PXI機(jī)箱里的其他模塊，所述其他模塊包括PXI背板、與PXI背板連接的PXI電源模塊、功分器、分別與PXI總線連接的信號激勵模塊、信號測試模塊、控制器模塊；所述信號激勵模塊包括綜合測試模塊及射頻信號源模塊，信號測試模塊包括任意波形發(fā)生器模塊、數(shù)字多用表模塊、數(shù)字示波器模塊；
所述PXI總線與PXI背板連接，所述功分器輸入端與射頻信號源模塊連接，輸出端與綜合測試模塊、任意波形發(fā)生器模塊、數(shù)字多用表模塊、數(shù)字示波器模塊連接；所述顯示模塊與控制模塊連接；
所述控制器模塊用于運(yùn)行同步信號測試控制程序、執(zhí)行信號測試線程及信號激勵線程、設(shè)置綜合測試模塊工作時(shí)的參數(shù)、設(shè)置射頻信號源模塊工作時(shí)的參數(shù)、采集信號測試結(jié)果、通過可編程觸發(fā)延時(shí)單元設(shè)置各個信號測試模塊接收觸發(fā)信號的延時(shí)參數(shù)以實(shí)現(xiàn)同步測試;
顯示模塊設(shè)置有參數(shù)設(shè)置界面及測試結(jié)果顯示界面，用于將參數(shù)設(shè)置結(jié)果傳輸給控制單元、顯示信號測試線程采集的測試結(jié)果；
射頻信號源用于產(chǎn)生射頻信號、射頻同步時(shí)鐘信號及觸發(fā)信號；所述射頻同步時(shí)鐘信號通過功分器傳輸給綜合測試模塊、射頻信號源模塊、任意波形發(fā)生器模塊、數(shù)字多用表模塊、數(shù)字示波器模塊以實(shí)現(xiàn)硬件時(shí)鐘同步；
任意波形發(fā)生器模塊用于產(chǎn)生波形信號及同步觸發(fā)信號；
數(shù)字多用表模塊、數(shù)字示波器模塊、綜合測試模塊用于信號測試；
射頻信號源模塊、任意波形發(fā)生器模塊、數(shù)字多用表模塊、數(shù)字示波器模塊、綜合測試模塊五種儀器功能模塊均內(nèi)置了可編程觸發(fā)延時(shí)單元，用于協(xié)調(diào)在同一觸發(fā)源的作用下各個儀器功能模塊不同的觸發(fā)時(shí)刻；
PXI總線及PXI背板用于各個模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；
PXI電源用于向整個裝置供電。
[0005]進(jìn)一步的，所述信號測試線程用于使綜合測試模塊、數(shù)字多用表模塊、數(shù)字示波器模塊各自獨(dú)立進(jìn)行信號處理并緩存測試結(jié)果數(shù)據(jù)、顯示測試結(jié)果；
所述信號激勵線程用于使射頻信號源模塊、任意波形發(fā)生器模塊工作產(chǎn)生同步觸發(fā)信號。
[0006]進(jìn)一步的，顯示模塊的參數(shù)設(shè)置界面能夠設(shè)置的參數(shù)包括頻譜分析參數(shù)，射頻信號參數(shù)、波形參數(shù)；頻譜分析參數(shù)包括參考電平、中心頻率、頻率分析帶寬、分辨率帶寬，射頻信號參數(shù)包括載波頻率、功率、脈沖寬度和周期。
[0007]進(jìn)一步的，射頻同步時(shí)鐘信號為1MHz、15dBm的時(shí)鐘信號。
[0008]進(jìn)一步的，數(shù)字多用表模塊、數(shù)字示波器模塊、綜合測試模塊均能夠設(shè)置同步信號到達(dá)其之前的延時(shí)。
[0009]進(jìn)一步的，在可編程觸發(fā)延時(shí)單元里能夠設(shè)置的同步時(shí)鐘信號到達(dá)數(shù)字多用表模塊、數(shù)字示波器模塊、綜合測試模塊的最大延時(shí)時(shí)間為ls，最小值為lus，分辨率為lus。
[0010]本發(fā)明的有益效果為:
多種儀器功能集成于一體，采用軟硬件模塊化設(shè)計(jì)，可通過不同的組合實(shí)現(xiàn)不同的測試功能。本發(fā)明解決多個儀器功能的同步測試，實(shí)現(xiàn)在同一觸發(fā)信號的作用下，多個儀器功能的同時(shí)工作，及時(shí)準(zhǔn)確地捕獲到相應(yīng)被測試信號，提高了被測信號的捕獲概率，確保了信號處理的實(shí)時(shí)性。由此同時(shí)，本發(fā)明的同步精度高且可以控制，方便用戶在多種同步測試場合下使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明所述裝置的硬件組合示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明所述裝置功能模塊同步觸發(fā)的框圖。
[0013]圖3為同步測試的原理示意框圖。
[0014]圖4為5種儀器功能軟件同步測試的原理框圖。
[0015]圖5為綜合同步測試和射頻信號產(chǎn)生流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思為:將多種儀器，如數(shù)字多用表、數(shù)字示波器、任意波形發(fā)生器、射頻信號源、綜合測試儀(頻譜分析儀、射頻功率計(jì)、射頻頻率計(jì)、調(diào)制度分析儀、音頻分析儀五種功能任選其一用于同步測試)進(jìn)行集成，各個儀器上的硬件時(shí)鐘同步，信號激勵(任意波形發(fā)生器和射頻信號源)和信號測試(數(shù)字多用表、數(shù)字示波器和綜合測試儀)同步觸發(fā)進(jìn)行同步測試。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明所述多功能同步測試裝置包括PXI機(jī)箱、顯示模塊、封裝在PXI機(jī)箱里的其他模塊，所述其他模塊包括PXI背板、與PXI背板連接的PXI電源模塊、功分器、分別與PXI總線連接的綜合測試模塊及射頻信號源模塊及任意波形發(fā)生器模塊及數(shù)字多用表模塊及數(shù)字示波器模塊及控制器模塊。
[0018]所述PXI總線與PXI背板連接。所述功分器輸入端與射頻信號源模塊連接，輸出端與綜合測試模塊、任意波形發(fā)生器模塊、數(shù)字多用表模塊、數(shù)字示波器模塊連接。所述顯示模塊與控制模塊連接。下面對各個模塊的功能進(jìn)行介紹。
[0019]所述控制器模塊用于運(yùn)行同步信號測試控制程序、執(zhí)行信號測試線程及信號激勵線程、設(shè)置綜合測試模塊工作時(shí)的參數(shù)、設(shè)置射頻信號源模塊工作時(shí)的參數(shù)、采集信號測試結(jié)果、通過可編程觸發(fā)延時(shí)單元設(shè)置各個信號測試模塊接收觸發(fā)信號的延時(shí)參數(shù)以實(shí)現(xiàn)同步測試。
[0020]其中，所述信號測試線程用于使綜合測試模塊、數(shù)字多用表模塊、數(shù)字示波器模塊各自獨(dú)立進(jìn)行信號處理并緩存測試結(jié)果數(shù)據(jù)、顯示測試結(jié)果。所述信號激勵線程用于使射頻信號源模塊、任意波形發(fā)生器模塊正常工作并根據(jù)用戶實(shí)際要求由模塊本身產(chǎn)生同步觸發(fā)信號。
[0021]優(yōu)選的，所述控制器模塊還設(shè)置USB接口和/或以太網(wǎng)口，實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備之間的信息同步交互。
[0022]顯示模塊設(shè)置有參數(shù)設(shè)置界面及測試結(jié)果顯示界面，用于將參數(shù)設(shè)置結(jié)果傳輸給控制單元、顯示信號測試線程采集的測試結(jié)果。所述參數(shù)包括頻譜分析參數(shù)，射頻信號參數(shù)、波形參數(shù)。頻譜分析參數(shù)包括參考電平、中心頻率。SPAN (頻率分析帶寬)、RBW (分辨率帶寬)等參數(shù)。射頻信號參數(shù)包括載波頻率、功率、脈沖寬度和周期等。波形參數(shù)包括波形類型、幅度、周期等。
[0023]射頻信號源用于產(chǎn)生射頻信號、同步時(shí)鐘信號及觸發(fā)信號。所述同步時(shí)鐘信號通過功分器分別提供給數(shù)字示波器模塊、數(shù)字多用表模塊、任意波形發(fā)生器模塊、綜合測試模塊。觸發(fā)信號用于各個功能模塊的內(nèi)部觸發(fā)。所述射頻同步時(shí)鐘信號一般為10MHz、15dBm。1MHz是現(xiàn)有測試測量設(shè)備同步時(shí)鐘的通用頻率，信號強(qiáng)度為15dBm，被五路功分后提供給其他測試功能模塊和外部被測試設(shè)備的同步信號約為8dBm，滿足其他模塊和被測試設(shè)備對同步信號強(qiáng)度的要求。
[0024]任意波形發(fā)生器模塊用于產(chǎn)生波形信號及觸發(fā)信號，且波形的頻率和幅度可調(diào)。同時(shí)，用戶可以通過顯示模塊在控制模塊里編輯需要產(chǎn)生的波形及觸發(fā)信號。
[0025]數(shù)字多用表模塊、數(shù)字示波器模塊、綜合測試模塊(具有頻譜分析儀、射頻功率計(jì)、射頻頻率計(jì)、調(diào)制度分析儀、音頻分析儀五種功能，任選其一用于同步測試)用于信號測試。
[0026]射頻信號源模塊、任意波形發(fā)生器模塊、數(shù)字多用表模塊、數(shù)字示波器模塊、綜合測試模塊五種儀器功能模塊均內(nèi)置了可編程觸發(fā)延時(shí)單元，用于協(xié)調(diào)在同一觸發(fā)源的作用下各個儀器功能模塊不同的觸發(fā)時(shí)刻；
PXI總線及PXI背板用于各個模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
[0027]PXI電源用于向整個裝置供電。
[0028]下面對本裝置的工作原理進(jìn)行說明:
綜合測試模塊、射頻信號源模塊、任意波形發(fā)生器模塊、數(shù)字多用表模塊、數(shù)字示波器模塊為功能模塊。如圖2所示，5個功能模塊均可以接收來自被測設(shè)備的觸發(fā)信號，此種觸發(fā)稱為外部觸發(fā)。
[0029]任意波形發(fā)生器模塊和射頻信號源模塊還可以輸出觸發(fā)信號給外部被測設(shè)備及測試模塊(包括數(shù)字示波器模塊、數(shù)字多用表模塊和綜合測試模塊)和外部設(shè)備，以同步內(nèi)部模塊和外部被測設(shè)備，此種觸發(fā)稱為內(nèi)部觸發(fā)。
[0030]每個功能模塊均可以在可編程觸發(fā)延時(shí)單元里被設(shè)置同步時(shí)鐘信號到達(dá)其之前的延時(shí)，最大延時(shí)時(shí)間為ls，最小值為lus，分辨率為lus。如圖3所示，外部或內(nèi)部觸發(fā)信號觸發(fā)被測試設(shè)備和信號激勵模塊同步工作，被測試設(shè)備開始工作到輸出信號存在一定的內(nèi)部時(shí)延T。該內(nèi)部時(shí)延T針對固定的被測試對象來說是一個恒定值，它為被測試設(shè)備從被觸發(fā)到信號輸出之間的時(shí)間長度，最小值為O (即沒有時(shí)延)。信號測試模塊開始測試的時(shí)間要與被測試設(shè)備輸出信號一致，必然和觸發(fā)信號存在上述固定時(shí)延Τ。觸發(fā)信號延遲時(shí)間T后觸發(fā)測試模塊開始工作，以便與經(jīng)過同樣時(shí)延T的輸出信號同步，從而達(dá)到同步測試的效果。
[0031]在同步時(shí)鐘信號的基礎(chǔ)上，通過用戶配置內(nèi)、外部觸發(fā)信號，運(yùn)用獨(dú)立處理、分別緩存的技術(shù)最終到達(dá)同步測試的效果。
[0032]圖4展現(xiàn)同步測試總體框圖，同步測試劃分兩個級別的處理:模塊級處理和系統(tǒng)級處理。
[0033]其中，模塊級處理指各個模塊獨(dú)立進(jìn)行工作，不相互干擾。這是保證同步測試的關(guān)鍵。數(shù)字多用表模塊、數(shù)字示波器模塊、綜合測試模塊獨(dú)立工作，并將處理結(jié)果進(jìn)行緩存，以備取用；射頻信號源模塊、任意波形發(fā)生器模塊獨(dú)立工作，分別產(chǎn)生射頻信號、波形。模塊級處理保證了時(shí)鐘同步、觸發(fā)同步、功能獨(dú)立。
[0034]系統(tǒng)級處理指的是運(yùn)行信號測試線程、信號激勵線程。所述信號測試線程運(yùn)行時(shí)，取出緩存的處理結(jié)果并進(jìn)行顯示。
[0035]下面結(jié)合圖5對產(chǎn)生窄脈沖調(diào)制的射頻信號輸出給被測試設(shè)備或模塊、綜合測試功能模塊同步測試被測試設(shè)備或模塊的輸出作為例子，介紹同步測試的具體實(shí)現(xiàn)。
[0036]綜合測試功能執(zhí)行流程包括如下步驟:
步驟1:模塊初始化操作；
步驟2:在控制模塊設(shè)置中心頻率、參考電平、頻率分析帶寬SPAN、分辨率帶寬RBW等參數(shù)；
步驟3:設(shè)置觸發(fā)信號源為內(nèi)部觸發(fā)(來自信號激勵模塊)，同時(shí)根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置可編程觸發(fā)延遲單元(即設(shè)置各個模塊的觸發(fā)信號延時(shí)參數(shù))，等待觸發(fā)信號；
步驟4:接收到觸發(fā)信號后，做單次頻譜分析，并提供結(jié)果顯示。
[0037]射頻信號產(chǎn)生功能執(zhí)行流程為:
步驟1:模塊初始化操作；
步驟2:在控制模塊設(shè)置載波頻率、功率、脈沖寬度、脈沖周期等參數(shù)；
步驟3:設(shè)置脈沖信號為觸發(fā)信號；
步驟4:使能信號輸出。
[0038]本發(fā)明的有益效果為:
多種儀器功能集成于一體，采用軟硬件模塊化設(shè)計(jì)，可通過不同的組合實(shí)現(xiàn)不同的測試功能。本發(fā)明解決多個儀器功能的同步測試，實(shí)現(xiàn)在同一觸發(fā)信號的作用下，多個儀器功能的同時(shí)工作，及時(shí)準(zhǔn)確地捕獲到相應(yīng)被測試信號，提高了被測信號的捕獲概率，確保了信號處理的實(shí)時(shí)性。與此同時(shí)，本發(fā)明的同步精度高且可以控制，方便用戶在多種同步測試場合下使用。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能同步測試裝置，其特征在于，包含PXI機(jī)箱、顯示模塊、封裝在PXI機(jī)箱里的其他模塊，所述其他模塊包括PXI背板、與PXI背板連接的PXI電源模塊、功分器、分別與PXI總線連接的信號激勵模塊、信號測試模塊、控制器模塊；所述信號激勵模塊包括綜合測試模塊及射頻信號源模塊，信號測試模塊包括任意波形發(fā)生器模塊、數(shù)字多用表模塊、數(shù)字示波器模塊； 所述PXI總線與PXI背板連接，所述功分器輸入端與射頻信號源模塊連接，輸出端與綜合測試模塊、任意波形發(fā)生器模塊、數(shù)字多用表模塊、數(shù)字示波器模塊連接；所述顯示模塊與控制模塊連接； 所述控制器模塊用于運(yùn)行同步信號測試控制程序、執(zhí)行信號測試線程及信號激勵線程、設(shè)置綜合測試模塊工作時(shí)的參數(shù)、設(shè)置射頻信號源模塊工作時(shí)的參數(shù)、采集信號測試結(jié)果、通過可編程觸發(fā)延時(shí)單元設(shè)置各個信號測試模塊接收觸發(fā)信號的延時(shí)參數(shù)以實(shí)現(xiàn)同步測試; 顯示模塊設(shè)置有參數(shù)設(shè)置界面及測試結(jié)果顯示界面，用于將參數(shù)設(shè)置結(jié)果傳輸給控制單元、顯示信號測試線程采集的測試結(jié)果； 射頻信號源模塊用于產(chǎn)生射頻信號、同步時(shí)鐘信號及觸發(fā)信號；所述射頻同步時(shí)鐘信號通過功分器傳輸給綜合測試模塊、射頻信號源模塊、任意波形發(fā)生器模塊、數(shù)字多用表模塊、數(shù)字示波器模塊以實(shí)現(xiàn)硬件時(shí)鐘同步； 任意波形發(fā)生器模塊用于產(chǎn)生波形信號及同步觸發(fā)信號； 數(shù)字多用表模塊、數(shù)字示波器模塊、綜合測試模塊用于信號測試； 射頻信號源模塊、任意波形發(fā)生器模塊、數(shù)字多用表模塊、數(shù)字示波器模塊、綜合測試模塊五種儀器功能模塊均內(nèi)置了可編程觸發(fā)延時(shí)單元，用于協(xié)調(diào)在同一觸發(fā)源的作用下各個儀器功能模塊不同的觸發(fā)時(shí)刻； PXI總線及PXI背板用于各個模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互； PXI電源用于向整個裝置供電。
2.如權(quán)利要求1所述的多功能同步測試裝置，其特征在于，所述信號測試線程用于使綜合測試模塊、數(shù)字多用表模塊、數(shù)字示波器模塊各自獨(dú)立進(jìn)行信號處理并緩存測試結(jié)果數(shù)據(jù)、顯示測試結(jié)果； 所述信號激勵線程用于使射頻信號源模塊、任意波形發(fā)生器模塊正常工作并根據(jù)用戶實(shí)際要求由模塊本身產(chǎn)生同步觸發(fā)信號。
3.如權(quán)利要求1所述的多功能同步測試裝置，其特征在于，顯示模塊的參數(shù)設(shè)置界面能夠設(shè)置的參數(shù)包括頻譜分析參數(shù)，射頻信號參數(shù)、波形參數(shù)；頻譜分析參數(shù)包括參考電平、中心頻率、頻率分析帶寬、分辨率帶寬，射頻信號參數(shù)包括載波頻率、功率、脈沖寬度和周期。
4.如權(quán)利要求1所述的多功能同步測試裝置，其特征在于，射頻同步時(shí)鐘信號為1MHzU5dBm的時(shí)鐘信號。
5.如權(quán)利要求1所述的多功能同步測試裝置，其特征在于，數(shù)字多用表模塊、數(shù)字示波器模塊、綜合測試模塊均能夠設(shè)置同步信號到達(dá)其之前的延時(shí)。
6.如權(quán)利要求5所述的多功能同步測試裝置，其特征在于，在可編程觸發(fā)延時(shí)單元里能夠設(shè)置的同步時(shí)鐘信號到達(dá)數(shù)字多用表模塊、數(shù)字示波器模塊、綜合測試模塊的最大延時(shí)時(shí)間為ls，最小值為lus，分辨率為lus。
【文檔編號】G01R31/00GK104280638SQ201410541205
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】徐衛(wèi), 賀正軍, 林春材 申請人:成都天奧測控技術(shù)有限公司