CN106405270B - 支持多t/r组件测试的收发切换控制信号产生方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了支持多T/R组件测试的收发切换控制信号产生方法及装置，包括T/R组件状态控制器，所述T/R组件状态控制器分别与多个待测的数字T/R组件相连，所述T/R组件状态控制器通过收发切换线连接至数字示波器，多个待测的数字T/R组件分别通过开关网络连接至数字示波器；T/R组件状态控制器包括收发切换单元，所述收发切换单元用于实现在待测的数字T/R组件的状态变化的同时发送一个同步信号至数字示波器。本发明只需要一个收发切换控制信号输出端口，就可满足多组件收发切换时间的测试。本发明收发切换控制信号输出能够与各个组件的收发状态变换严格同步。

Description

支持多T/R组件测试的收发切换控制信号产生方法及装置

技术领域

本发明涉及支持多T/R组件测试的收发切换控制信号产生方法及装置。

背景技术

T/R组件是相控阵体制电子装备中数量最多、同时也是最为重要的一类微波多功能组件。它基于分时工作体制，在发射状态下，实现发射激励信号功率放大，通过网络分配后反馈向天线阵子，并进行相位加权以形成良好的发射方向图；在接收状态下，对来自天线阵子的微弱小信号进行不失真低噪声放大，同样也要进行幅度和相位加权以形成良好的接收方向图。而收发切换时间则是评价T/R组件性能的一个重要指标，它表征了从发射到接收或者从接收到发射两种工作状态转换所需的时间。

对于单个T/R组件收发切换时间的测试，需要的测试仪器主要是数字示波器。其基本实现思路是将T/R组件状态控制器的收发切换控制信号Tr，T/R组件的发射输出信号和接收输出信号输入至示波器中，测试得到两路信号之间的延时(一般是触发信号的沿变和收发信号的下降沿之间的延时)，即为收发切换时间，如图1所示。图1中t1表示组件由发射态(T)变为接收态(R)的切换时间，t2表示组件由接收态(R)变为发射态(T)的切换时间。

由于单个组件测试效率太低，为增大测试规模、提高测试效率和测试资源利用率，实际工程测试中开始采用多组件共同测试的工作模式，但也带来了新的工程技术难题，如何才能便捷、高效、可靠地实现多组件的“收发切换时间”测试。比如系统要测试四个T/R组件，目前的解决方式主要有两种。第一种是扩充测试通道数目，增加示波器数量，如图2所示；第二种是增加专门的收发切换开关网络，对各组件的收发切换控制信号进行选通，如图3所示。

现有的两种方案存在的缺点为：

1)基于多示波器测试的方法：由于单台示波器通常只有四个通道，面对多组件的系统测试，只能增加示波器数量，系统成本高，扩展性差。

2)基于开关网络切换的测试方法：增加开关网络同样会增加系统成本，更重要的是，开关网络端口的驻波会影响到收发切换控制信号的边沿特性，进而影响到收发切换时间指标的测试。

3)上述两种方法，收发切换信号都是采用沿变触发，这种方式需要在测试软件中判断何时采用哪种沿变触发(上升沿或者下降沿)，然后频繁地对示波器进行触发设置改动，这在多组件长时间多指标低容错的测试环境下，不是一种最优解。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明公开了支持多T/R组件测试的收发切换控制信号产生方法及装置，本发明通过带有收发切换产生单元的T/R组件状态控制器，能够很好地解决系统成本高、准确度低、软件开销大等缺点。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

支持多T/R组件测试的收发切换控制信号产生装置，包括T/R组件状态控制器，所述T/R组件状态控制器分别与多个待测的数字T/R组件相连，所述T/R组件状态控制器通过收发切换线连接至数字示波器，多个待测的数字T/R组件分别通过开关网络连接至数字示波器；

所述T/R组件状态控制器包括收发切换单元，所述收发切换单元用于实现在待测的数字T/R组件的状态变化的同时发送一个同步信号至数字示波器。

进一步的，所述T/R组件状态控制器通过一根收发切换线线连接至数字示波器。

进一步的，所述T/R组件状态控制器分别通过收发状态线与多个待测的数字T/R组件相连。

进一步的，所述待测的数字T/R组件的收发状态变化的同时T/R组件状态控制器产生一个脉冲通过收发切换线线传输至示波器。

支持多T/R组件测试的收发切换控制信号产生方法，包括以下步骤：

待命状态下，各组件的收发状态线以及收发切换线都维持各自当前状态，同时等待“收发切换命令”的到来；

T/R组件状态控制器一旦收到“收发切换命令”，便对该命令进行解析处理，通过解析处理获取两方面信息，一是需要设置的目标组件号“*”，二是需要设置的目标组件收发状态“Tr_new”；

T/R组件状态控制器通过判定选择，找到目标组件收发状态线“Tr*”的当前状态Tr_old；如果需要设置的目标组件收发状态“Tr_new”与收发状态线“Tr*”的当前状态“Tr_old”一致，说明组件收发状态已经一致，无需切换，目标组件收发状态线维持；

如果“Tr_new”与“Tr_old”不一致，则收发切换产生单元驱动收发状态线“Tr*”变为需要的收发状态“Tr_new”，与此同时T/R组件状态控制器产生“同步脉冲”，保证数字示波器的脉冲发起与数字T/R组件“Tr*”的变换严格同步。

进一步的，所述“同步脉冲”的脉冲宽度可以通过T/R组件状态控制器中的计数器调节。

进一步的，所述数字T/R组件的收发状态的变化无论是由收变发，还是由发变收，数字示波器监测的都是一个触发脉冲，这样就避免了沿变触发频繁更改带来的弊端。

进一步的，所述T/R组件状态控制器接收的“收发切换命令”由上位机下发。

本发明的有益效果：

本发明只需要一个收发切换控制信号输出端口，就可满足多组件收发切换时间的测试。

本发明收发切换控制信号输出能够与各个组件的收发状态变换严格同步。

本发明脉冲触发形式单一，对示波器的性能要求降低，但测试可靠性得到提高。

本发明扩展性强，测试规模增加也无需硬件资源进行任何变化，避免了因测试规模增加而对示波器通道数量的要求，减少了系统中的同轴电缆数量，方便连接有利于降低系统建设成本。

本发明示波器的触发线与待测组件的收发状态控制线在时间同步上严格一致，保证了测试精度。

本发明与基于开关网络切换的测试方法相比，避免了驻波对测试的影响，从而也提高了测试精度。

本发明利用示波器的脉冲触发，克服了沿变触发带来的仪器程控低效、容错性差等缺点。

附图说明

图1单个T/R组件收发切换时间测试原理框图；

图2基于多示波器的多个T/R组件收发切换测试原理框图；

图3基于开关切换的多个T/R组件收发切换测试原理框图；

图4新型多T/R组件收发切换控制信号产生方法对应的装置框图；

图5本发明的收发切换产生单元实现流程图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行详细说明：

如图4所示，支持多T/R组件测试的收发切换控制信号产生装置所包括的硬件有：一台示波器，一组开关网络，四组被测T/R组件，以及一个T/R组件状态控制器。其中，开关网络部分是多T/R组件自动测试系统必不可少的部分，它负责搭建被测件与多种测量仪器之间的测试通道，以便完成发射和接收指标参数测试，在此只示意出与本发明专利相关的开关网络；一台示波器，相较于第一种现有方案，成本优势凸显；四组被测T/R组件,在其他硬件成本不变的前提下，被测件数目可以任意增删，扩展性极佳；T/R组件状态控制器以特定总线方式对被测组件进行寄存器级的状态设置，实现不同参数下的指标测试。

本发明的核心部分，是一个带有收发切换产生单元的新型T/R组件状态控制器。该状态控制器采用FPGA作为主控芯片，针对组件收发切换时间这一指标测试，专门开辟出相应的功能单元，可以看成是一种软件思想的FPGA实现，如图5所示。

在一套大规模的组件自动测试系统中，上位机测试软件作为“大脑”通过程控命令调度各种仪器测试资源，从而保证各项测试指标有条不紊地进行。本申请中的T/R组件状态控制器就受命于上位机测试软件，当收到“收发时间切换”测试命令时，即开始执行图5中的程序体。

在图5中，待命状态下，各组件的收发状态线以及“Tr_sync”都维持各自当前状态，同时等待上位机“收发切换命令”的到来；FPGA一旦收到“收发切换命令”，便对该命令进行解析处理，通过解析处理获取两方面信息，一是需要设置的目标组件号“*”(其中“*”是泛指组件号，即“Tr*”可以是“Tr1”，也可以是“Tr2”，也可以是其他组件号)，二是需要设置的目标组件收发状态“Tr_new”；接下来，通过判定选择，找到目标组件收发状态线“Tr*”的当前状态“Tr_old”；如果需要设置的“Tr_new”与收发状态线“Tr*”的当前状态“Tr_old”一致，说明组件收发状态已经一致，无需切换，目标组件收发状态线维持；如果“Tr_new”与“Tr_old”不一致，则收发切换产生单元驱动“Tr*”变为需要的收发状态“Tr_new”，与此同时“Tr_sync”产生同步脉冲，脉冲宽度可以通过计数器可调。由于整个收发切换产生单元是在同一时钟步骤下动作，所以能保证“Tr_sync”脉冲发起与“Tr*”的变换严格同步。另外，组件无论是由收(R)变发(T)，还是由发(T)变收(R)，示波器监测的都是一个触发脉冲，这样就避免了沿变触发频繁更改带来的弊端。

其中，“Tr_sync”是组件收发状态变化的同步信号，即是要给示波器的触发信号，这个信号的到来，表征着示波器“收发切换时间”测量开始；“Tr1”，“Tr2”，“Tr3”,…,“TrN”是每个组件对应的收发状态线。比如要测试组件1的“收发切换时间”，控制器驱动“Tr1”由低电平(发射态)变成高电平(接收态)，与此同时，控制器产生一个同步脉冲“Tr_sync”给示波器，以告知示波器组件1的收发切换时间测试开始。当“Tr1”变的时候，“Tr_sync”随着“Tr1”同时变；“Tr2”变的时候，“Tr_sync”随着“Tr2”同时变；以此类推，当“TrN”变的时候，“Tr_sync”又随着“TrN”同时变,这样只用一根线“Tr_sync”，就能实现与多条组件的收发状态线的同步变换。

另外，当测试规模增大时，比如有N个T/R组件，该功能逻辑单元架构不变，只需增加相应的收发状态线“TrN”即可。这不但方便增减测试组件数目，而且还能保证“Tr_sync”严格、同步地“复制”当前选中组件的收发切换控制信号。

上述，虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.支持多T/R组件测试的收发切换控制信号产生装置，其特征是，包括T/R组件状态控制器，所述T/R组件状态控制器分别与多个待测的数字T/R组件相连，所述T/R组件状态控制器通过收发切换线连接至数字示波器，多个待测的数字T/R组件分别通过开关网络连接至数字示波器；

所述T/R组件状态控制器包括收发切换单元，所述收发切换单元用于实现在待测的数字T/R组件的状态变化的同时发送一个同步信号至数字示波器；

待命状态下，各组件的收发状态线以及收发切换线都维持各自当前状态，同时等待“收发切换命令”的到来；

T/R组件状态控制器一旦收到“收发切换命令”，便对该命令进行解析处理，通过解析处理获取两方面信息，一是需要设置的目标组件号“*”，二是需要设置的目标组件收发状态“Tr_new”；

T/R组件状态控制器通过判定选择，找到目标组件收发状态线“Tr*”的当前状态Tr_old；如果需要设置的目标组件收发状态“Tr_new”与收发状态线“Tr*”的当前状态“Tr_old”一致，说明组件收发状态已经一致，无需切换，目标组件收发状态线维持；

如果“Tr_new”与“Tr_old”不一致，则收发切换产生单元驱动收发状态线“Tr*”变为需要的收发状态“Tr_new”，与此同时T/R组件状态控制器产生同步脉冲，保证数字示波器的脉冲发起与数字T/R组件“Tr*”的变换严格同步。

2.如权利要求1所述的支持多T/R组件测试的收发切换控制信号产生装置，其特征是，所述T/R组件状态控制器通过一根收发切换线线连接至数字示波器。

3.如权利要求1所述的支持多T/R组件测试的收发切换控制信号产生装置，其特征是，所述T/R组件状态控制器分别通过收发状态线与多个待测的数字T/R组件相连。

4.如权利要求1所述的支持多T/R组件测试的收发切换控制信号产生装置，其特征是，所述待测的数字T/R组件的收发状态变化的同时T/R组件状态控制器产生一个脉冲通过收发切换线线传输至示波器。

5.支持多T/R组件测试的收发切换控制信号产生方法，其特征是，包括以下步骤：

待命状态下，各组件的收发状态线以及收发切换线都维持各自当前状态，同时等待“收发切换命令”的到来；

T/R组件状态控制器一旦收到“收发切换命令”，便对该命令进行解析处理，通过解析处理获取两方面信息，一是需要设置的目标组件号“*”，二是需要设置的目标组件收发状态“Tr_new”；

T/R组件状态控制器通过判定选择，找到目标组件收发状态线“Tr*”的当前状态Tr_old；如果需要设置的目标组件收发状态“Tr_new”与收发状态线“Tr*”的当前状态“Tr_old”一致，说明组件收发状态已经一致，无需切换，目标组件收发状态线维持；

如果“Tr_new”与“Tr_old”不一致，则收发切换产生单元驱动收发状态线“Tr*”变为需要的收发状态“Tr_new”，与此同时T/R组件状态控制器产生同步脉冲，保证数字示波器的脉冲发起与数字T/R组件“Tr*”的变换严格同步。

6.如权利要求5所述的支持多T/R组件测试的收发切换控制信号产生方法，其特征是，所述同步脉冲的脉冲宽度可以通过T/R组件状态控制器中的计数器调节。

7.如权利要求5所述的支持多T/R组件测试的收发切换控制信号产生方法，其特征是，所述数字T/R组件的收发状态的变化无论是由收变发，还是由发变收，数字示波器监测的都是一个触发脉冲。