虚拟通信装备测试仪设计实现

施志康

海军驻江苏地区通信军事代表室，江苏 215002

在电子测量仪中，网络技术、软件技术、计算机技术及微电子技术快速的发展，新的测试领域、方法、理论及仪器接二连三的出现，许多方面都打破了传统仪器固有的概念，电子测量仪器的作用和功能在本质上发生了变化。80年代末美国成功研制虚拟仪器。此种自动测试系统将电路电台中非正常或者正常电特性数据自动保存或者采集，同时应用故障被检测模型、铜线变成或者数据库变成等领先的优秀技术，系统本身便具有自动建库能力及自动学习的能力，可对该系类电台整机技术及战术指标进行综合的评估与调试，设备或系统出现故障可自动修理与检测，是可靠性较强的、自检功能较强的及自动化程度智能检测仪器。对于部队装备朝着自动化、智能化方向发展，对于提高通信装备的性能指标都具有一定的应用价值。

1 虚拟通信装备测试仪的设计意义

在电子测量仪中，网络技术、软件技术、计算机技术及微电子技术快速的发展，新的测试领域、方法、理论及仪器接二连三的出现，许多方面都打破了传统仪器固有的概念，电子测量仪器的作用和功能在本质上发生了变化。80年代末美国成功研制虚拟仪器。

怎样能够做到迅速、方便、有效地实现通信装备的故障自动检测、诊断和维修越来越受到科技工作者的重视，同时通信装备的可靠性及故障自动诊断能力也是衡量其技术水平的重要性能指标。

虚拟通信装备测试仪设计问题正是在这种背景下，结合某单位新型短波自适应跳频电台测试维修的实际而提出的。首先设计人员首先要提出一套方案，关于虚拟测试技术的图软件和硬件设计的方案，对自动测试技术及虚拟仪器进行分析和研究，将故障检测系统软件、数据采集、数据编程及信号处理等先进的技术，利用虚拟仪器中常见PC总线结构，研究并开发出新型自适应调频电台虚拟平台，将虚拟仪器概念实现了综合的使用。虚拟仪器系统起应用的环境为windows下数据库编程技术，并将部队使用不稳、维修部门、院校进行装备教学及企业生产设计等相关行业及部门的经验进行总结集中，建立诊断故障知识库，由推理机实现具体诊断过程，为相关维修及使用的人员提供丰富的、各种不同情况的维修资料。其自动测试的设备在多种情况下均可使用，如维修厂、现场等等，其次测试设备和软件进行相互融合，最终受计算机控制，将其压缩到某些元器件、连线、部分电路或者电路板上，有效的提高自动化程度。整个系统对于今后部队研究并开发国产通信装备故障自动诊断技术有着重要的额意义，且可提高相关专业维修部门物理、人力效益，对于部队可明确其发展趋势，部队的装备必将走向智能化和自动化，提高通信装备的指标和性能均具有一定的应用价值。其整个自动检测故障系统具有实用性强、智能化程度高、思路清晰、判断准确、迅速等优点，不仅可以有效地诊断故障用时，还可有效的保证军事通信的可靠和通常程度。这是具备一定的作用和意义的。

2 如何实现虚拟通信设备的功能

首先我们应该仔细了解虚拟仪器的构造组成部分，更深入的了解其更大的功能。传统测试仪的组成部分如下：结果输出和表示、信号处理与分析、控制与生产、信号采集等等。虚拟测试仪器有效的将计算机技术和测试技术融洽的结合起来，将仪器重要的三个功能全部放入计算机内进行实现，通过windows系统下的软件对信号进行处理和分析之前，需在计算机的内部插入数据产生卡或者数据采集器，将采集的数据进行变换；经过分析的数据和信息在计算机屏幕上逐步生成仪器面板，保证仪器可有效的控制和清晰显示，传统测试仪所有的测试功能均最终全部实现。虽然是由很多部分组件构成，但是其功能可以同时作为信号的发生器使用，同时还可将信号分析使用，这样一箭双雕的功能是不可多得的。

将虚拟仪器的组成部分进行归类。可将其视为有3个重要的部分组。而最重要的则是电路部分用于实现虚拟仪器模块需完成测试功能。将计算机内的各个硬件（如显示器、键盘、CPU、内存、硬盘等）作为自动测试系统的硬件资源共享，帮助功能电路完成输出、输入及数据处理等功能。总线型电路部分将用在主控计算机和功能电路见进行数据和信息的控制，其会因为虚拟仪器基基于总线的改变而改变。

3 虚拟测试通信设备的设计实现

基于在硬件系统确定以后，就可以通过软件设计来实现不同功能。虚拟仪器测试系统最关键的是软件。所以计算机软件编程水平的逐渐提高已经成为当今社会非常非常重要的问题。自从ATE诞生之后，许多专用的或者通用的计算机语言都已经成为了ATE测试的语言，比如ATLAS、PLACE、BASIC、ELAN、COLT、FORTRAN等等。目前为止虚拟通信装备仪器快速发展，于此同时对广大的使用图形编程语言的用户提供了快捷和便利。如HP的VEE，NI的LABWINDOWS／CVI、LABVIEW，以及VISUAL C++等。在集成ATE时，可以方便地选用其中任何一种作为测试系统的软件开发平台。

自动化通信设备测试系统的软件主要包括以下四层：I／O接口层、仪器驱动层、测试程序层和测试管理层。专家在研究、开发以上四个层次的软件难度非常大，开发的过程也异常艰苦。但近些年来计算机软件硬件不断的发展和丰富，开发环境逐渐变化，逐渐出现虚拟仪器软件标准，有效的降低了开发的时间周期。仪器驱动程序和I/O接口软件均实现工业化标准，且生产仪器的制造商随仪器配套进行供给；和设备没有关联的测试管理软件具有较大的灵活性能。这些设备的齐全都是能够促使虚拟仪器实现的基础。

4 虚拟通信设备设计中存在的问题

随着科学技术的不断发展，各种机械及设备中电子元件的体积虽然越来越小，但是其性能却越来越强，这便使得单块的电路板结构愈加复杂，同时遂于自动设备的提出也有了更加严格的规范和要求。ATE发展速度越来越快，从而产生更多有效的、使用的新型技术。

该自动测试系统将电台电路的各种正常与非正常的电特性数据自动采集、保存，并应用数据库编程、通信编程、故障检测专家系统模型等先进技术，具有自动学习、自动建库能力，能对该系列电台整机技术、战术指标进行综合调试、评估，故障自动检测、修理，是一套具有ATE和TPS功能的智能检测仪。系统本身带有自检功能，可靠性强、自动化程度高。配备交直流电源，体积小，重量轻，组态灵活，适用于各种修理环境。不得不说修复系统的设计和实现也为虚拟一起的实现做出了一定得铺垫，让系统设备等能够更好的开发进行下去。

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