基于VXI/GPIB总线的通信设备测试诊断系统

随着科学技术尤其电子技术的迅速发展，通信设备功能越来越强大，种类越来越繁多，对通信设备的维修测试提出了更高的要求。通信设备传统的维修主要采用分立测试仪器的方式来进行，如果实现多种通信设备的维修测试，往往需要很多分立的专用测试测量仪器，维护保障方式效率低，测试覆盖率、故障隔离率较低。适应通信设备的发展趋势，结合测试诊断领域的新技术、新进展，研制通信设备测试诊断系统滞满足各种通信设备的系统级和电路板级的测试和故障诊断，提高警惕测试覆盖率、故障诊断隔离率和维修保障效率，从而提高通信设备的维修保障能力，已成为通信设备维修保障的重要发展方向。

VXI总线接口不仅结构紧凑、标准开放、数据吞吐能力强、模块可重复使用，而且虚拟仪器软件结构（VISA）解决了所使用的计算机和仪器之间的接口与应用软件开发环境的兼容性问题，因此在测试诊断系统得到了广泛应用。GPIB标准总线作为一种成熟完善的标准仪器总线，在高频、微波频段的自动化测量领域是一种不可缺少的仪器总线技术。GPIB标准总线与VXI总线在系统应用中，无论在软件还是硬件，都有着天然的兼容性和互补性。两者结合使系统的通用性，功能及测量带宽的扩充性和电磁兼容能力进一步提高。因此，航天测控通信设备测试诊断系统采用以VXI总线为主，GPIB为辅的系统总线构架。

一、系统组成

航天测控通信设备测试诊断系统包括硬件平台、软件平台和TPS（测试程序集）三个部分。

硬件平台主要由主控计算机、程控电源、测量仪器模块、组合便携移动机箱、VXI机箱以及其他部件等组成。其中测量仪器模块包括综合信号源、频谱分析仪、微波功率计、微波频率计、VXI综合测量接收机、微波开头、数字多用表、误码仪、任意波发生器、示波器、A/D模块、D/A模块、数字I/O、矩阵开关等。软件平台包括系统设置管理、系统校准/自检、TPS开发平台、TPS执行平台、综合信息查询等几部分。TPS包括通信设备的系统级TPS和电路板级TPS。

二、系统工作原理

对于通信设备的系统级测试，被测对象的主要测试接口有天线口、音频接口（耳机、话筒）和数传口。被测通信设备的测试接口通过ITA（接口适配器）与通信设备测试诊断系统相连，从而形成测试通道，实现测试仪器与被测对象的连接。在主控计算机软件平台的控制下，测试仪器资源向被测通信设备发送激励、采集响应实现通信设备的系统级测试，通过与该测试参数的正常值进行对比，给出被测对象正常或有故障的结论。通过开关阵列（包括微波开关和继电器开关）的合理转接，实现不同种类测试参数的自动测试。

对于通信设备电路板的测试和故障诊断，被测对象的主要接口为电路板的边缘连接器，以及射频连接器，如SMA、BNC、SMC等接口形式。被测电路板通过通用适配板、ITA与系统测试仪器资源相连，形成测试通道，实现测试仪器与被测对象的连接。在主控计算机软件平台的控制下，结合开关阵列，采用自动与人工相结合的方式，系统能够对被测电路板多达128针的仪器资源进行自由配置。并且通过ITA面板上的数字I/O测试接口，数字探笔、模拟探笔、夹具等测试接口，可以实现对没有引到的电路板边缘连接器的重要测试信号的测试。主控计算机是测试诊断过程的指挥控制中心，对数据采集及激励设备的工作进行协调和控制。测试数据送故障诊断数据库进行预处理。对于电路板级故障诊断，在运行TPS的控制，引导测试夹具和探笔，逐步深入，可将故障隔离到芯片级。

对于系统自检，在软件平台的自检模块的控制下，实现测试诊断信息的统计查询和共享。

三、系统软件结构

航天测控通信设备测试诊断系统软件是在航天测控公司软件产品Fault doctor 2.0基础上，针对通信设备测试诊断的特点进行改进设计，采用了软总线技术、动态加载技术、COM技术、GDI+技术、ASP2.0技术、BCG界面技术、VPP规范仪器互换技术、测试参数库、外挂模块等技术，建立了从系统级测试、电路板级测试到电路板级故障诊断的通信设备“测试/诊断/管理一体化”的软件框架模型，并为实现远程故障诊断等预留了接口。

软件总体结构有四个大模块，每个大模块又包括若干小模块，模块和模块之间功能互相独立，在主控程序控制下，通过接口传递功能需求和进行数据的传递及修改。四个大的功能模块包括：系统综合管理，包括系统启用/注销、系统自检/校准和系统维护；TPS开发，采用图形化编程或建模；TPS执行，完成对被测对象的测试和故障诊断，提供自动检测和信息提示功能；综合自息查询，包含基本查询和高级查询。

随着现代通信技术、电子技术和网络技术的快速发展，通信设备功能和性能得到极大的地提高，同时对通信设备的维修保障提出了更高的要求。模块化、开放式的航天测控通信设备测试诊断系统，可适用多种类的通信设备系统级和电路板级的测试和故障诊断，提高通信设备维护保障能力。采用该系统对电台、接力设备以及网络终端进行系统级和电路板级的测试诊断，与常规维修手段相比，可提高维修保障效率50%以上。