CN107861049B - 基于LabVIEW和频谱仪整机平台的电路板自动调测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于LabVIEW和频谱仪整机平台的电路板自动调测方法和系统，其中所述被测板插装在整机平台，频谱仪整机平台与信号源分析仪通过LAN口连接，所述方法包括以下步骤：提示连接各端口测试电缆；调用频谱分析仪工控机中与SPI通信相关DLL的库函数初始化SPI总线，所述SPI总线用于频谱分析仪工控机与参考板上的控制器之间的通信；基于相关库函数，控制置位寄存器控制参考板上不同信号输出端口打开，控制微波开关切换通路，使各输出端口信号输入到所述信号源分析仪；信号源分析仪读取信号幅度，判断是否出现故障。本发明实现了频谱仪电路板的自动调测，节省了人力，提高了调测效率。

Description

基于LabVIEW和频谱仪整机平台的电路板自动调测方法和 系统

技术领域

本发明属于电路板调试领域，尤其涉及一种基于LabVIEW和频谱仪整机平台的电路板自动调测方法和系统。

背景技术

随着国产微波射频测量仪器市场的不断开拓，AV4051系列频谱分析仪等优秀的测量仪器市场需求量不断增大，整机生产调试量得到提高，对从板级到整机的调测流程方法提出了更高要求。以往类似产品的板级调试过程需要在测试不同指标的过程中，调试人员按需要设置被测仪器和测量仪器的相关功能，并手动记录整理各项指标。效率较低，也不排除记录出错的可能。为适应更保质保量的生产需要，亟需更方便、快捷、准确度高的调测方法。

如何实现频谱仪整机板级的自动调测，是本领域技术人员目前迫切解决的技术问题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于LabVIEW和频谱仪整机平台的电路板自动调测方法和系统，主要围绕AV4051频谱分析仪的参考板自动调测方法进行说明，以AV4051频谱分析仪整机改装成调测平台，整机平台系统环境Win7，软件开发基于LabVIEW，将开发完成的自动调测软件安装在调测平台。应用本发明的自动调测方法操作步骤是插装被测板后，只需输入被测板串号，其余过程全部由软件控制完成，包括被测整机各路开关的状态设置，DAC数值设置，信号通道选通和测试，测试结果读取、写入和整理。另加阈值判断直接展示和记录故障细节。实现了自动化、高效准确的电路板调试。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于LabVIEW和频谱仪整机平台的电路板自动调测方法，其特征在于，所述被测板插装在整机平台，频谱仪整机平台与信号源分析仪通过LAN口连接，所述方法包括以下步骤：

步骤1：提示连接各端口测试电缆：每条测试电缆另一端分别固定在程控微波开关各输入支路，微波开关公共端固定连接在信号源分析仪射频输入端；

步骤2：调用频谱分析仪工控机中与SPI通信相关DLL的库函数初始化SPI总线，所述SPI总线用于频谱分析仪工控机与参考板上的控制器之间的通信；

步骤3：基于相关库函数，控制置位寄存器控制参考板上不同信号输出端口打开，控制微波开关切换通路，使各输出端口信号输入到所述信号源分析仪；信号源分析仪读取信号幅度，判断是否出现故障。

进一步地，所述步骤2包括：

步骤201：提示用户选择初调或复调，若选择初调，执行步骤202，若选择复调，执行步骤203；

步骤202：在配置文件中新建记录，读取当前行数，提示用户输入被测件串号，并写入记录表格，执行步骤204；

步骤203：提示用户输入被测串号进行搜索，所该串号存在，则定位到相应行，执行步骤204；若不存在，则不能完成复测，提示错误；

步骤204：控制信号源分析仪设置为频谱仪模式，设置中心频率、合适的频宽和参考电平；

步骤205：调用频谱分析仪工控机中与SPI通信相关DLL的库函数初始化SPI总线。

进一步地，所述步骤3中：所述不同信号包括500MHz、100MHz、10MHz信号，500MHz校准信号，取样环参考信号。

进一步地，当测试500MHz校准信号时，还调用DLL中写DAC的库函数，设置500MHz校准信号最大最小输出。

进一步地，所述步骤3中信号源分析仪判断是否出现故障包括：将读取的信号幅度与阈值进行对比。

进一步地，所述方法还包括控制所述信号源分析仪切换到相噪测试模式，设置多个测试点进行测试。

进一步地，将所述故障判断结果和相噪测试写入记录表格。

进一步地，被测板完整的测试序列已完成，保存表格。

根据本发明的第二目的，本发明还提供了一种基于LabVIEW和频谱仪整机平台的电路板自动调测系统，包括频谱仪整机平台、信号源分析仪和被测板，其中，所述被测板插装在整机平台，频谱仪整机平台与信号源分析仪通过LAN口连接，各端口测试电缆另一端分别固定在程控微波开关各输入支路，微波开关公共端固定连接在信号源分析仪射频输入端；

所述频谱仪整机平台包括计算机模块，当运行测试软件时，实现以下步骤：

调用频谱分析仪工控机中与SPI通信相关DLL的库函数初始化SPI总线，所述SPI总线用于频谱分析仪工控机与参考板上的控制器之间的通信；

基于相关库函数，控制置位寄存器控制参考板上不同信号输出端口打开，控制微波开关切换通路，使各输出端口信号输入到所述信号源分析仪；信号源分析仪读取信号幅度，判断是否出现故障。

根据本发明的第三目的，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时执行以下步骤：

步骤1：提示连接各端口测试电缆：每条测试电缆另一端分别固定在程控微波开关各输入支路，微波开关公共端固定连接在信号源分析仪射频输入端；

步骤2：调用频谱分析仪工控机中与SPI通信相关DLL的库函数初始化SPI总线，所述SPI总线用于频谱分析仪工控机与参考板上的控制器之间的通信；

步骤3：基于相关库函数，控制置位寄存器控制参考板上不同信号输出端口打开，控制微波开关切换通路，使各输出端口信号输入到所述信号源分析仪；信号源分析仪读取信号幅度，判断是否出现故障。

本发明的有益效果

1、本发明实现了频谱仪电路板自动调测，节省人力，提升效率。实时进行阈值判断和故障提示，能够实现被测件的及时排查和筛选。借助Excel表格，严格按测试流程整理记录了真实测试数据，确保数据准确和可追溯。

2、本发明将测试软件嵌入整机，通过调用DLL操作底层寄存器控制通路开关和写入DAC，使用程控微波开关实现测试信号多选一，避免了频繁变换电缆连接，实现了频谱仪电路板调试的完全自动化。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明自动调测系统结构框图；

图2为本发明基于LabVIEW和频谱仪整机平台的电路板自动调测方法流程图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

AV4051系列信号分析仪采用了超外差式三次变频方式，中频直接采样，全数字中频处理实现多种分析功能。它由微波处理部分、射频处理部分、本振合成部分、数字信号采集处理部分、嵌入式工控机和电源部分组成。

参考板作为本振频率合成的一部分，主要包括参考环和第二本振电路，参考环用以生成信号分析仪中其它电路所需的参考频率以及整机工作时钟。先将一个低相噪的100MHz压控晶体振荡器(VCXO)锁相到内部10MHz频率参考或外部输入的10MHz基准信号上，再进行不同的倍频、分频得到500MHz，100MHz，10MHz等频率，分别供射频板、梳状波组件、宽带采集板、任意中频板、频率合成板、窄带采集板及微波驱动板等作为频率参考，同时产生10MHz同步信号输出到后面板。第二本振电路将参考环输出的100MHz信号进行低噪声48次倍频，产生4.8GHz信号，经滤波、放大、功分后，分为3路输出。

本发明的自动测试目标，就是将上文提到的各输出信号通过程控微波开关选通，输入到信号源分析仪(FSUP50)射频输入端，进行测量和读取。本发明的软件设计直接在频谱仪整机平台上运行，主要完成的工作流程是初始化测量与被测仪器，通过LabVIEW调用库函数节点的技术，调用AV4051主机软件中与SPI通信相关DLL的库函数，通过底层直接控制被测参考板各信号开关以及向特定寄存器写入相关DAC值。同时通过VISA协议控制LAN口连接的程控微波开关与信号源分析仪。协同的进行各项信号幅度和相噪指标测试。再通过ActiveX技术连接整机平台安装的Office进行Excel文档操作，保存测试数据。

实施例一

本实施例公开了一种基于LabVIEW和频谱仪整机平台的电路板自动调测方法，所述被测板插装在整机平台，频谱仪整机平台与信号源分析仪通过LAN口连接(如图1所示)，所述方法包括以下步骤：

步骤1：提示连接各端口测试电缆：每条测试电缆另一端分别固定在程控微波开关各输入支路，微波开关公共端固定连接在信号源分析仪射频输入端；

步骤2：调用频谱分析仪工控机中与SPI通信相关DLL的库函数初始化SPI总线，所述SPI总线用于频谱分析仪工控机与参考板上的控制器之间的通信；

步骤3：基于相关库函数，控制置位寄存器控制参考板上不同信号输出端口打开，控制微波开关切换通路，使各输出端口信号输入到所述信号源分析仪；信号源分析仪读取信号幅度，判断是否出现故障。

所述步骤2包括：

步骤201：提示用户选择初调或复调，若选择初调，执行步骤202，若选择复调，执行步骤203；

步骤202：在配置文件中新建记录，读取当前行数，提示用户输入被测件串号，并写入记录表格，执行步骤204；

步骤203：提示用户输入被测串号进行搜索，所该串号存在，则定位到相应行，执行步骤204；若不存在，则不能完成复测，提示错误。

步骤204：控制信号源分析仪设置为频谱仪模式，设置中心频率、合适的频宽和参考电平；

步骤205：调用频谱分析仪工控机中与SPI通信相关DLL的库函数初始化SPI总线。

所述步骤3中：

所述不同信号包括500MHz、100MHz、10MHz信号，500MHz校准信号，取样环参考信号。

当测试500MHz校准信号时，还调用DLL中写DAC的库函数，设置500MHz校准信号最大最小输出。

所述步骤3中信号源分析仪判断是否出现故障包括：将读取的信号幅度与阈值进行对比。并且在故障判断之后将数据写入记录表格。

所述方法还包括控制所述信号源分析仪切换到相噪测试模式，设置多个测试点进行测试。等待相噪测试结束，将测试结果写入记录表格。

为了更清楚地阐述本发明，结合图2，将本方法具体的运行步骤描述如下：

101.将被测板插装在调测平台，点击运行测试软件，提示连接各端口测试电缆。每条测试电缆另一端分别固定在程控微波开关各输入支路，微波开关公共端固定连接在信号源分析仪FSUP50射频输入端。

102.提示选择初调/复调。该分支的目的是区分本次测试需要新建测试记录行还是覆盖重新测试的记录行。

103.若选择初调，即新建记录，从配置文件中读取当前行数。配置文件随测试表格记录行的增加而更新。缓存中行数标志位+1，准备后续步骤123更新配置文件中的行数。提示用户输入被测件串号。若选择复调，转入步骤114。

104.软件通过ActiveX技术控制打开excel记录表格，将用户输入的串号写入。

105.程控LAN口连接的信号源分析仪FSUP50，设置为频谱仪模式，设置中心频率、合适的频宽和参考电平。

106.调用AV4051主机软件中与SPI通信相关DLL(SaSpiCtrl.dll)的库函数初始化SPI。本单位研制的AV4051频谱分析仪工控机与参考板上的控制器之间使用SPI通信，SaSpiCtrl.dll是主机软件开发的一部分，里面声明了初始化、置位寄存器、写DAC等函数。本方法借用本DLL可以在底层完成调测，是区别于一半自动测试方法的创新点之一。

107.调用相关库函数置位寄存器。使参考板上的控制器控制500MHz开关打开。

108.程控LAN口连接的微波开关，完成信号通路切换，使参考板上107步骤上打开的500MHz第三本振端口信号输入到FSUP50。

109.程控FSUP50读取信号幅度，与阈值对比做出故障判断并显示在软件前面板。

110.数据记录到表格。

111.此处省略部分相似项，即通过控制寄存器控制不同信号输出端口，并通过控制微波开关切换通路，测试参考板的各输出端口。

112.调用相关库函数置位寄存器。使参考板上的控制器控制500MHz校准信号打开、校准开关打开。控制微波开关使500MHz校准端口接入FSUP50。

113.调用DLL中写DAC的库函数，设置500MHz校准信号最大最小输出。

114.步骤102选择复调，则要求用户在检索框输入串号，软件读取该输入。

115.软件搜索记录表格，发现该串号存在，则定位到表格的相应行，转入步骤105继续测试。若不存在，则不能完成复测，提示错误。

116.程控FSUP50读取信号幅度并记录数据。步骤112、113、116描述的测试因为涉及到写DAC，所以单独说明，没有并入步骤111作省略。

117.本步骤表示省略与步骤112-116相似的测试。

118.调用相关库函数置位寄存器。使参考板上的控制器控制取样环参考开关打开。

119.微波开关切换通路。

120.程控FSUP50切换到相噪测试模式。设置100Hz、1KHz、10KHz等6个测试点。

121.延时，等待相噪测试结束，读取光标读数。

122.写入记录表格。

123.一件被测板完整的测试序列已完成，保存表格，用当前行数更新配置文件中的行数。

单件被测件测量完成。

实施例二

本实施例的目的是提供一种电路板自动调测系统。

一种基于LabVIEW和频谱仪整机平台的电路板自动调测系统，包括频谱仪整机平台、信号源分析仪和被测板，其中，所述被测板插装在整机平台，频谱仪整机平台与信号源分析仪通过LAN口连接，各端口测试电缆另一端分别固定在程控微波开关各输入支路，微波开关公共端固定连接在信号源分析仪射频输入端；

所述频谱仪整机平台包括计算机模块，当运行测试软件时，实现以下步骤：

调用频谱分析仪工控机中与SPI通信相关DLL的库函数初始化SPI总线，所述SPI总线用于频谱分析仪工控机与参考板上的控制器之间的通信；

基于相关库函数，控制置位寄存器控制参考板上不同信号输出端口打开，控制微波开关切换通路，使各输出端口信号输入到所述信号源分析仪；信号源分析仪读取信号幅度，判断是否出现故障。

实施例三

本实施例的目的是提供一种计算机可读存储介质。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时执行以下步骤：

步骤1：提示连接各端口测试电缆：每条测试电缆另一端分别固定在程控微波开关各输入支路，微波开关公共端固定连接在信号源分析仪射频输入端；

步骤2：调用频谱分析仪工控机中与SPI通信相关DLL的库函数初始化SPI总线，所述SPI总线用于频谱分析仪工控机与参考板上的控制器之间的通信；

步骤3：基于相关库函数，控制置位寄存器控制参考板上不同信号输出端口打开，控制微波开关切换通路，使各输出端口信号输入到所述信号源分析仪；信号源分析仪读取信号幅度，判断是否出现故障。

以上实施例二和三的装置中涉及的各步骤与方法实施例一相对应，具体实施方式可参见实施例一的相关说明部分。术语“计算机可读存储介质”应该理解为包括一个或多个指令集的单个介质或多个介质；还应当被理解为包括任何介质，所述任何介质能够存储、编码或承载用于由处理器执行的指令集并使处理器执行本发明中的任一方法。

本发明将测试软件嵌入整机，通过调用DLL操作底层寄存器控制通路开关和写入DAC，使用程控微波开关实现测试信号多选一，避免了频繁变换电缆连接，实现了频谱仪电路板调试的完全自动化。

本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

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 (10)

1.一种基于LabVIEW和频谱仪整机平台的电路板自动调测方法，其特征在于，被测板插装在整机平台，频谱仪整机平台与信号源分析仪通过LAN口连接，所述方法包括以下步骤：

步骤1：提示连接各端口测试电缆：每条测试电缆另一端分别固定在程控微波开关各输入支路，微波开关公共端固定连接在信号源分析仪射频输入端；

步骤2：调用频谱分析仪工控机中与SPI通信相关DLL的库函数初始化SPI总线，所述SPI总线用于频谱分析仪工控机与参考板上的控制器之间的通信；

步骤3：基于相关库函数，控制置位寄存器控制参考板上不同信号输出端口打开，控制微波开关切换通路，使各输出端口信号输入到所述信号源分析仪；信号源分析仪读取信号幅度，判断是否出现故障。

2.如权利要求1所述的电路板自动调测方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤201：提示用户选择初调或复调，若选择初调，执行步骤202，若选择复调，执行步骤203；

步骤202：在配置文件中新建记录，读取当前行数，提示用户输入被测件串号，并写入记录表格，执行步骤204；

步骤203：提示用户输入被测串号进行搜索，所该串号存在，则定位到相应行，执行步骤204；若不存在，则不能完成复测，提示错误；

步骤204：控制信号源分析仪设置为频谱仪模式，设置中心频率、合适的频宽和参考电平；

步骤205：调用频谱分析仪工控机中与SPI通信相关DLL的库函数初始化SPI总线。

3.如权利要求1所述的电路板自动调测方法，其特征在于，所述步骤3中：所述不同信号包括500MHz、100MHz、10MHz信号，500MHz校准信号，取样环参考信号。

4.如权利要求3所述的电路板自动调测方法，其特征在于，当测试500MHz校准信号时，还调用DLL中写DAC的库函数，设置500MHz校准信号最大最小输出。

5.如权利要求1所述的电路板自动调测方法，其特征在于，所述步骤3中信号源分析仪判断是否出现故障包括：将读取的信号幅度与阈值进行对比。

6.如权利要求1所述的电路板自动调测方法，其特征在于，所述方法还包括控制所述信号源分析仪切换到相噪测试模式，设置多个测试点进行测试。

7.如权利要求5或6所述的电路板自动调测方法，其特征在于，将所述故障判断结果和相噪测试写入记录表格。

8.如权利要求2所述的电路板自动调测方法，其特征在于，被测板完整的测试序列已完成，保存表格。

9.一种基于LabVIEW和频谱仪整机平台的电路板自动调测系统，其特征在于，包括频谱仪整机平台、信号源分析仪和被测板，其中，所述被测板插装在整机平台，频谱仪整机平台与信号源分析仪通过LAN口连接，各端口测试电缆另一端分别固定在程控微波开关各输入支路，微波开关公共端固定连接在信号源分析仪射频输入端；

所述频谱仪整机平台包括计算机模块，当运行测试软件时，实现以下步骤：

调用频谱分析仪工控机中与SPI通信相关DLL的库函数初始化SPI总线，所述SPI总线用于频谱分析仪工控机与参考板上的控制器之间的通信；

基于相关库函数，控制置位寄存器控制参考板上不同信号输出端口打开，控制微波开关切换通路，使各输出端口信号输入到所述信号源分析仪；信号源分析仪读取信号幅度，判断是否出现故障。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时执行以下步骤：

步骤1：提示连接各端口测试电缆：每条测试电缆另一端分别固定在程控微波开关各输入支路，微波开关公共端固定连接在信号源分析仪射频输入端；

步骤2：调用频谱分析仪工控机中与SPI通信相关DLL的库函数初始化SPI总线，所述SPI总线用于频谱分析仪工控机与参考板上的控制器之间的通信；

步骤3：基于相关库函数，控制置位寄存器控制参考板上不同信号输出端口打开，控制微波开关切换通路，使各输出端口信号输入到所述信号源分析仪；信号源分析仪读取信号幅度，判断是否出现故障。