基于GPIB总线的变频器自动测试系统设计

2013-01-29中国电子科技集团公司第四十一研究所

电子世界 2013年11期

关键词：自动测试工控机变频器

中国电子科技集团公司第四十一研究所王刚

中国电子科技集团公司第四十一研究所王刚

针对传统测试方法工作量繁琐等问题，设计了一套应用于变频器的自动测试系统，大大提高了测试效率及测试结果的准确性。文中较全面地描述了变频器自动测试系统的软硬件组成及实现方法。该系统已应用于实际的生产测试中，有效验证了系统设计的合理性。

变频器；GPIB总线；自动测试系统

微波变频器广泛应用于微波发射和接收系统中，是系统的关键部件，其性能的可靠性对整个系统至关重要。随着通信技术的发展，变频器需要测试的技术指标越来越多，对测试系统的要求也相应提高。传统的测试系统多为手动操作仪器读数记录，不仅耗费人力和时间，也容易出现操作失误或数据误判。

本文设计的基于GPIB总线的变频器自动测试系统则实现了自动化测试功能，系统通过GPIB总线将所需的仪器及射频开关矩阵连接到计算机上，操作人员完成测试系统与产品连接后，即可由测试系统完成自动测试。自动测试系统提高了桌面测试及环境试验测试工作的效率和准确度，有效缩短了产品测试周期。

一、基于GPIB的自动测试系统设计

本文介绍的变频器自动测试系统分为硬件和软件两部分，系统通过GPIB总线将工控机、开关矩阵和各个测试仪器进行连接，通过自动测试软件分别对仪器状态进行设置，再按照编辑好的测试序列依次对变频器的各个性能进行自动测试，并对测试数据进行采集，记录在工控机内，同时显示最终结果。

图1 变频器自动测试系统连接框图

图2 系统软件流程图

二、系统硬件组成

该变频器自动测试系统包括工控机、显示器、射频开关矩阵、程控稳压电源、数字万用表、信号源、功率计、频谱分析仪、标量网络分析仪及测试电缆等。系统连接如图1所示。

工控机在GPIB总线中作为控者，控制各个设备按照一定的次序运行，控制开关矩阵打通需要的通道，从各个测试仪器中采集测试数据，记录并存储测试结果，将结果以数值或图形的形式直观的显示出来，方便测试人员查看及分析测试结果。

射频开关矩阵为各设备之间提供信号的传递，只需按照规定将各个仪器与开关矩阵连接，便可通过工控机发出的指令，完成射频通道的切换，实现各仪器的测试。

信号源为变频器提供输入信号，稳压电源为变频器提供工作电压。功率计、频谱仪和标量网络分析仪为射频性能测试的仪器。

各个仪器通过GPIB总线接收控者（工控机）发出的指令，分工协作，并将测试数据通过GPIB卡输送给工控机，存储并显示，供测试人员查看和分析。

三、系统软件组成

自动测试软件使用VB作为开发语言，创建简洁的操作界面，方便测试人员操作。软件主要包括以下几个模块：

（1）新建或打开数据库模块；

（2）系统初始化及参数设置模块；

（3）自动测试及数据采集模块；

（4）数据查看及处理模块。

新建或打开数据库模块主要功能是新建数据存储的数据库或者打开已有的数据库。软件按照测试项目新建数据表，或者打开已有的数据库，所有测试参数和测试数据均存于数据库中，方便数据查询，保证数据存储的安全性和可追溯性。

系统初始化及参数设置模块主要功能是进行仪器的自检及仪器参数的设置。仪器自检可以检查出所用仪器是否在GPIB总线上连接，保证自动测试的顺利进行。参数设置主要是对各仪器的测试参数进行设置，比如频谱分析仪的参考电平、刻度、扫描宽度、分辨率带宽和视频带宽等。

自动测试及数据采集模块主要功能是控制设备（工控机）按照设定的程序运行，控制射频开关矩阵切换到对应的仪器通道，按照设定好的测试参数自动对测试仪器进行设置，完成测试，将测试结果采集回工控机并存储在数据库中。

数据查看及处理模块主要功能是查看存储在数据库中的数据，以及按照一定的算法对结果进行的比对处理。图2是系统软件流程图。

四、系统运行流程

首先按照图1连接好测试系统，进入程序，打开数据库，按照测试项目建立好测试序列，对各测试项目按照测试大纲的要求进行测试参数的设置。设置完成后，程序可以选择自动测试或手动测试。自动测试可根据环境试验的要求，按照时间间隔自动测试，时间间隔可根据要求调整，或者按照环境温度自动测试，例如温度循环试验时，根据采集到的产品温度，判断是否满足高低温测试的要求，满足要求后进行测试。

自动测试开始后，测试软件通过GPIB总线向电源发送加电指令，使变频器开机，然后向射频开关矩阵发送指令，开关打通一路测试仪器通道和变频器的信号输出通道，在向信号源发送射频开指令，信号输出正常后，开始按照设定的参数进行测试，采集测试结果并保存。一个测试项目完成后，开关切换至另一个仪器通道，按照设置进行测试，采集测试结果并保存。测试软件依次按照编辑好的序列完成所有的测试项目。

由于测试数据量大、处理繁琐、容易出错等情况，测试人员可以利用测试软件查看历史数据，并进行数据比对。