應(yīng)用于專用測(cè)試設(shè)備的接口單元技術(shù)

1、應(yīng)用于專用測(cè)試設(shè)備的接口單元技術(shù)打開文本圖片集摘要：微波技術(shù)是當(dāng)代社會(huì)重要的技術(shù)手段，由于通信行業(yè)的井噴式發(fā)展和射頻產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)，在專用測(cè)試設(shè)備的接口單元中，儀器和被測(cè)件間的信號(hào)路由大量采用微波射頻開關(guān)和同軸開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。文章主要利用微波傳輸理論中有關(guān)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)中被測(cè)信號(hào)與負(fù)載的阻抗匹配原理，確認(rèn)被測(cè)模塊特征及其待測(cè)參數(shù),選用適用的微波同軸開關(guān)，研制出應(yīng)用于專用測(cè)試設(shè)備的基于單片機(jī)的接口單元，并采用同軸開關(guān)器件裝配成實(shí)物，在專用測(cè)試設(shè)備進(jìn)行檢定校準(zhǔn)測(cè)試工作條件下完成射頻信號(hào)的路由、切換，完成專業(yè)測(cè)試設(shè)備的;則試。關(guān)鍵詞：接口單元；同軸開關(guān)；開關(guān)矩陣1接口單元中的同軸開關(guān)矩陣概述同軸開關(guān)矩陣

2、由接口單元中的單片機(jī)控制板控制，整個(gè)專用測(cè)試設(shè)備還包括實(shí)時(shí)頻譜分析儀、示波器、工控機(jī)、電源模塊等，專用測(cè)試設(shè)備的接口類型復(fù)雜。同時(shí)，被測(cè)信號(hào)除了定頻信號(hào)，還有跳頻信號(hào)。將各類被測(cè)信號(hào)、測(cè)量?jī)x器與專用測(cè)試設(shè)備全部與接口單元相連，通過接口單元，快速切換路由實(shí)現(xiàn)所需要的測(cè)量的鏈路模式。同時(shí)，接口單元由工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)（工控機(jī)）進(jìn)行串口RS232控制，執(zhí)行校準(zhǔn)測(cè)試軟件，達(dá)到自動(dòng)化檢測(cè)的目的，極大地提高了檢測(cè)速度。2接口單元的設(shè)計(jì)原則和思路專用測(cè)試設(shè)備中，校準(zhǔn)測(cè)繪工作會(huì)遇到的問題包括復(fù)雜的專用測(cè)試設(shè)備，不同的被測(cè)單元含有大量的不同類別的被測(cè)信號(hào)，不同的專用測(cè)試設(shè)備有著不同的參數(shù)指標(biāo)1,如何合理地配置相封應(yīng)的

3、儀器儀表資源和采用哪一種測(cè)試方法，這些問題既存在于時(shí)域又存在于頻域，不但包括了信號(hào)的幅度，而且包括了信號(hào)的有調(diào)制信息以及相位信息，一個(gè)完整的接口單元具有下列功能。(1)與被測(cè)專用測(cè)試設(shè)備的電源和控制信號(hào)相連的系統(tǒng)，與被測(cè)專用測(cè)試設(shè)備檢定過程中所需的可編程控制信號(hào)的傳輸接口，包括半鋼半柔同軸微波電纜，微波射頻連接器和開關(guān)繼電器。(2)射頻信號(hào)的路徑，信號(hào)路由要經(jīng)過各類射頻同軸器件，射頻同軸器件一般包含了功分器器件，混頻器，同軸衰減器和同軸微波開關(guān)等，還有各類用于匹配電平的匹配負(fù)載。(3)射頻信號(hào)頻率的切換功能，包括：上變頻、下變頻、FPGA變頻、檢波器、倍頻、分頻等，也包含有各類參考源信號(hào)和本膈

4、言號(hào)。(4)與被測(cè)檢測(cè)裝置連接的適配裝置和接口電路。(5)內(nèi)嵌式控制CPU,本設(shè)計(jì)中采用的是8051單片機(jī)。3接口單元總體設(shè)計(jì)與同軸開關(guān)矩陣功能實(shí)現(xiàn)本文用于專用測(cè)試設(shè)備的接口單元檢定，被測(cè)時(shí)的信號(hào)流走向?yàn)椋荷漕l信號(hào)源的信號(hào)首先經(jīng)過前面板的N型接頭和BNC接頭等，然后經(jīng)過各類衰減器以及同軸開關(guān)矩陣，通過一連串的信號(hào)流通道，到達(dá)接口單元后面的輸出口，再連接到被測(cè)信號(hào)端2。各種被測(cè)的射頻信號(hào)會(huì)通過同軸開關(guān)進(jìn)行射頻路由，經(jīng)過同軸開關(guān)、底板繼電器控制，圈莘切換模式，從而將輸入的射頻信號(hào)送到專用測(cè)試設(shè)備的輸出口，整個(gè)接口單元是由多路輸出多路輸入的通道,經(jīng)過射頻開關(guān)組的自由組合切換，將每一路的輸入信號(hào)路由至

5、相對(duì)應(yīng)的輸出通道，將被測(cè)信號(hào)輸入與輸出相聯(lián)通，從而進(jìn)行對(duì)專用測(cè)試設(shè)備的檢測(cè)。接口單元中同軸開關(guān)的控制設(shè)計(jì)采用的是單片機(jī)控制繼電器通斷，從而產(chǎn)生同軸開關(guān)控制所需要的5V電壓，通過編程達(dá)到自動(dòng)切換設(shè)計(jì)。4接口單元網(wǎng)絡(luò)衰減的測(cè)量接口單元任無線通信輸出信號(hào)和輸入信號(hào)以及負(fù)載之間都不可能做到100%的匹配，信號(hào)的反射在為專用測(cè)試設(shè)備接口單元中是普遍存在的。一個(gè)信號(hào)傳輸包括負(fù)載和源的傳輸電路，我們一般定義單個(gè)參考面上的源反射系數(shù)為L(zhǎng),負(fù)載反射系數(shù)為g。無線微波信號(hào)在信號(hào)源和負(fù)載之間來回反射，最終進(jìn)入負(fù)載的信號(hào)波幅為b2"。有以下關(guān)系成立，其中bg是信號(hào)源輸出信號(hào)波幅度：其中B為整個(gè)專用測(cè)試設(shè)備接

6、口單元的衰減。衰減定義的是負(fù)粉口輸入信號(hào)源完全匹配的條件下，專用測(cè)試設(shè)備接口單元的插入損耗，是專用測(cè)試設(shè)備接口單元自身的固有傳輸指標(biāo)3,本項(xiàng)目中,整個(gè)接口單元的衰減量是使用網(wǎng)絡(luò)分析儀來測(cè)量的，所測(cè)得的S21參數(shù)是被測(cè)網(wǎng)絡(luò)和附加在的校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)上的整個(gè)專用測(cè)試設(shè)備接口單元自身的傳輸通道的插損。5結(jié)語(yǔ)本文研制了一套應(yīng)用于此專用測(cè)試設(shè)備的接口單元，給被測(cè)信號(hào)提供了對(duì)應(yīng)的切換路由、合分電路、信號(hào)幅度調(diào)節(jié)等功能，可以把各種專用測(cè)試信號(hào)，通過繼電器程控的方式，將其信號(hào)按照配置需求切換到任意被測(cè)專用測(cè)試設(shè)備的輸入口。把所有被測(cè)專用測(cè)試設(shè)備的輸出信號(hào)通過同軸開關(guān)自動(dòng)切換到相應(yīng)的校準(zhǔn)儀器儀表資源上。也可以實(shí)現(xiàn)輸入輸出通道的自回路狀態(tài)，讓通用儀器對(duì)相對(duì)應(yīng)的接口進(jìn)行自校準(zhǔn)工作，再利用校準(zhǔn)軟件對(duì)相應(yīng)的通道提供數(shù)據(jù)的補(bǔ)償4,極大地提高了校準(zhǔn)的準(zhǔn)確率，降低了在測(cè)試過程中由于人工操作造成的誤差，節(jié)省了測(cè)試時(shí)間，提高了儀器儀表資源的利用率。希望本文能夠提供參考和借鑒給有專用測(cè)試設(shè)備接口單元設(shè)計(jì)需求的相關(guān)人員，并希望看到對(duì)此類專用測(cè)試設(shè)備接口單元的改進(jìn)和優(yōu)化。參考文獻(xiàn)1NEILF.RFmicrowaveswitchconsiderationsC.SaltLake:Autotestcon,2008.2Keithley公司開關(guān)手冊(cè).Keithley自動(dòng)校準(zhǔn)裝