CN106526522A - 一种数字信号处理机测试系统的校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字信号处理机测试系统的校准装置，包括通过线缆依次连接的仪器组、校准接头和校准适配器，校准适配器与数字信号处理机测试系统的测试底板电连接；仪器组由多个功能仪器和一个模块化的矩阵开关构成，其中功能仪器包括直流电源、信号发生器、频率计、相位计和数字多用表；采取模块化仪器与台式仪器结合的方式，在满足要求的情况下优先选择模块化仪器，以增强校准装置的便携性。各仪器通过测试线缆分别接入矩阵开关；校准接头和校准适配器包含多个信号通道，通道数与测试底板的信号通道数一致，校准适配器直接安装于测试系统的测试底板上，测试系统的各种资源均直接引出到校准适配器上不同的校准接口上。

Description

一种数字信号处理机测试系统的校准装置

技术领域

本发明涉及微电子测试与计量技术领域，具体地说是一种适用于数字信号处理机测试系统的校准装置。

背景技术

数字信号处理机测试系统是一个综合测试平台，用于数字信号处理机模块及整机的生产、调试、现场维护时的性能测试及故障诊断，是对数字信号处理机进行测试保障的重要手段。

目前生产单位在出厂时仅能对数字信号处理机测试系统进行比对验证，即选用一组被认为是相对稳定的数字信号处理机作为样品，在规定的测试条件下，分别在不同的测试系统上对样品进行测试，然后将同一参量进行比较，分析同一样品在不同测试系统上测试结果的差异，来判定测试系统的离群情况，从而得出比对的结论。这种比对验证只是解决了相互协调一致性的检查，测试量值并没有真正得到溯源。而且由于样品只是普通的数字信号处理机，本身没有经过考核，其不稳定性比较大，这种不稳定性将会成为主要的误差源，用于比对时的可靠性差。因此，目前缺乏保证数字信号处理机测试系统的量值准确、可靠的量值溯源方法，研制该类测试系统的校准装置是非常必要的。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提出一种适用于数字信号处理机测试系统的校准方案：保证校准结果准确性满足量值溯源要求，具有便携性以便于现场校准，并具有扩展性和兼容性，可以满足不同型号数字信号处理机测试系统的校准需求。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种数字信号处理机测试系统的校准装置，包括通过线缆依次连接的仪器组、校准接头和校准适配器，校准适配器与数字信号处理机测试系统的测试底板电连接；仪器组由多个功能仪器和一个模块化的矩阵开关构成，其中功能仪器包括直流电源、信号发生器、频率计、相位计和数字多用表，所述多个功能仪器通过矩阵开关以及线缆与校准接头连接；校准接头和校准适配器包含多个信号通道，通道数与数字信号处理机测试系统的测试底板的信号通道数一致，校准适配器直接安装于测试系统的测试底板上，测试系统的各种资源均直接引出到校准适配器上不同的校准接口上。

作为优选，仪器组中包含的多个功能仪器均采用模块化仪器或台式仪器，采取模块化仪器与台式仪器结合的方式，在满足要求的情况下优先选择模块化仪器，以增强校准装置的便携性。

作为优选，仪器组中的模块化功能仪器和矩阵开关均采用PXI总线，用于传输控制信号；各个所述功能仪器通过测试线缆分别接入矩阵开关的相应行/列，用于传输测试信号。

作为优选，矩阵开关，矩阵规模应在8×32以上，带宽应≥1MHz。

本发明的有益效果是：

(1)现有技术手段均无法对数字信号处理机测试系统进行满足量值传递/溯源要求的校准，本发明提供了满足量值传递/溯源要求的校准装置；

(2)校准适配器直接接入测试系统的测试底板，使校准界面与测试系统平时的测试界面统一化，可以有效反映测试系统工作时的技术指标；

(3)仅需要一台模块化的矩阵开关，即可以实现对直流电压、交流电压、频率、相位差等交、直流参量的有效校准，简化了配置的难度，提高了校准的自动化程度；

(4)以模块化仪器为主，使该校准装置具有较强的便携性，更适用于现场校准；

(5)校准技术和校准装置具备适配不同型号测试系统的通用性，而且适配工作量较小。装置建立完成后根据用户需要可随时增加校准对象。

附图说明

图1为数字信号处理机测试系统校准装置工作原理图。

图2为校准直流电压参量时的矩阵开关拓扑结构示意图。

图3为校准交流电压参量时的矩阵开关拓扑结构示意图。

图4为校准频率参量时的矩阵开关拓扑结构示意图。

图5为校准相位差参量时的矩阵开关拓扑结构示意图。

图中，a1～an、b、c、d、d1、d2、e1、e2分别为假定的矩阵开关某一列的序号。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

根据图1所示，一种数字信号处理机测试系统的校准装置，包括通过线缆依次连接的仪器组1、校准接头2和校准适配器3，校准适配器3与数字信号处理机测试系统的测试底板电连接；仪器组1由多个功能仪器和一个模块化的矩阵开关构成，其中功能仪器包括直流电源、信号发生器、频率计、相位计和数字多用表，用以实现对直流电压、交流电压、频率、相位差等参量的校准；

直流电源采用NI公司的PXI-4132直流电源模块，使用PXI总线，具有0～100V的直流电压输出范围。

频率计采用Geotest公司的GTX-2220OCXO频率计模块，使用PXI总线，具有10Hz～1.3GHz的频率测量范围。

信号发生器采用NI公司的PXI-5422信号发生器模块，使用PXI总线，具有100Hz～80MHz的正弦波输出范围。

数字多用表采用NI公司的PXI-4072数字多用表模块，使用PXI总线，具有0V～300V的直流电压测量范围，以及0V～300V(1Hz～300kHz)的交流电压测量范围。

相位计采用Clarke-Hess公司CH2600相位计，具有1kHz～100kHz信号范围内0.03°的相位差测量最大允许误差。

矩阵开关采用Pickering公司40-541-021矩阵开关模块，使用PXI总线，规模为8×66，带宽为20MHz。

图2表示的是校准直流电压参量时的矩阵开关拓扑结构，在该拓扑中，校准接头的通道1～通道n通过专用校准线缆依次与矩阵开关的a1～an节点相连，校准接头的GND通过专用校准线缆与矩阵开关的b节点相连，直流电压源的正极与矩阵开关的c节点相连，直流电压源的负极与矩阵开关的d节点相连，矩阵开关的r1行与数字多用表的电压正端相连，r2行与数字多用表的电压负端相连。若在校准测试系统通道n的输出直流电压参量时，则需要将图中的开关(r1,an)、(r2,b)依次闭合。同样，若在校准测试系统的通道n的输入直流电压测量参量时，则需要将图中的开关(r1,an)、(r2,b)、(r1,c)、(r2,d)依次闭合。

图3表示的是校准交流电压参量时的矩阵开关拓扑结构，在该拓扑中，校准接头的通道1～通道n通过专用校准线缆依次与矩阵开关的a1～an节点相连，校准接头的GND通过专用校准线缆与矩阵开关的b节点相连，信号发生器的信号端与矩阵开关的c节点相连，信号发生器的GND端与矩阵开关的d节点相连，矩阵开关的r1行与数字多用表的电压正端相连，r2行与数字多用表的电压负端相连。若在校准测试系统通道n的输出交流电压参量时，则需要将图中的开关(r1,an)、(r2,b)依次闭合。同样，若在校准测试系统的通道n的输入交流电压测量参量时，则需要将图中的开关(r1,an)、(r2,b)、(r1,c)、(r2,d)依次闭合。

图4表示的是校准频率参量时的矩阵开关拓扑结构，在该拓扑中，校准接头的通道1～通道n通过专用校准线缆依次与矩阵开关的a1～an节点相连，校准接头的GND通过专用校准线缆与矩阵开关的b节点相连，信号发生器的信号端与矩阵开关的c节点相连，信号发生器的GND端与矩阵开关的d节点相连，矩阵开关的r3行与频率计的信号输入端相连，r4行与频率计的GND端相连。若在校准测试系统通道n的输出频率参量时，则需要将图中的开关(r3,an)、(r4,b)依次闭合。同样，若在校准测试系统的通道n的输入频率测量参量时，则需要将图中的开关(r3,an)、(r4,b)、(r3,c)、(r4,d)依次闭合。

图5表示的是校准相位差参量时的矩阵开关拓扑结构，在该拓扑中，校准接头的通道1、通道2通过专用校准线缆依次与矩阵开关的a1、a2节点相连，校准接头的GND通过专用校准线缆与矩阵开关的b、c节点相连，信号发生器的信号端与矩阵开关的d1、d2节点相连，信号发生器的GND端与矩阵开关的e1、e2节点相连，矩阵开关的r5行与相位差计CH1的信号输入端相连，r6行与相位差计CH1的GND端相连，矩阵开关的r7行与相位差计CH2的信号输入端相连，r8行与相位差计CH2的GND端相连。若在校准测试系统通道1、通道2间的相位差参量时，则需要将图中的开关(r5,a1)、(r7,a2)、(r6,b)、(r8,c)依次闭合。同样，若在校准测试系统的通道1、通道2间的相位差测量参量时，则需要将图中的开关(r5,a1)、(r7,a2)、(r6,b)、(r8,c)、(r5,d1)、(r7,d2)、(r6,e1)、(r8,e2)依次闭合。

在使用上述校准装置进行校准时，首先将校准接头接入校准适配器，再将校准适配器与测试系统的测试底板进行机械对接，将测试系统的待校准信号引至矩阵开关，再用图2～图5所示的方式设定矩阵开关的拓扑结构，对相应的仪器模块进行设定，然后控制测试系统施加待校准参量，并控制仪器模块采集该参量的标准值。

说明书中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。本实施例仅用于说明该发明，而不用于限制本发明的范围，本领域技术人员对于本发明所做的等价置换等修改均认为是落入该发明权利要求书所保护范围内。

Claims (4)

1.一种数字信号处理机测试系统的校准装置，其特征在于：包括通过线缆依次连接的仪器组(1)、校准接头(2)和校准适配器(3)，所述校准适配器(3)与数字信号处理机测试系统的测试底板电连接；所述仪器组(1)由多个功能仪器和一个模块化的矩阵开关构成，其中功能仪器包括直流电源、信号发生器、频率计、相位计和数字多用表，所述多个功能仪器通过矩阵开关以及线缆与校准接头(2)连接；所述校准接头(2)和校准适配器(3)包含多个信号通道，通道数与数字信号处理机测试系统的测试底板的信号通道数一致。

2.根据权利要求1所述的一种数字信号处理机测试系统的校准装置，其特征在于：所述功能仪器为模块化仪器或台式仪器。

3.根据权利要求2所述的一种数字信号处理机测试系统的校准装置，其特征在于：所述仪器组(1)中的模块化功能仪器和矩阵开关均采用PXI总线，用于传输控制信号；各个所述功能仪器通过测试线缆分别接入矩阵开关的相应行/列，用于传输测试信号。

4.根据权利要求1所述的一种数字信号处理机测试系统的校准装置，其特征在于：所述矩阵开关的矩阵规模在8×32以上，带宽大于等于1MHz。