CN109428654A - 一种测试工业总线接收器阈值的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测试工业总线接收器阈值的方法和系统，所述方法包括：设置触发电平及触发抑制时间，在测试阶段，计算两次连续触发的时间间隔，将两次连续触发的时间间隔与诱导帧发送周期进行比较，判断被测设备是否连续响应；在所述被测设备连续响应时，基于二分法自动查找被测设备接收器能识别的临界幅值，完成工业总线接收器阈值的测试。本发明方法可实现被测设备接收器能识别的临界幅值快速自动查找，极大的缩短测试时间，并提高测试精度。

Description

一种测试工业总线接收器阈值的方法和系统

技术领域

本发明涉及自动化现场总线技术领域，尤其涉及一种测试工业总线接收器阈值的方法，特别是涉及一种被测设备是否连续响应的判别方法和基于二分法的被测设备接收器临界幅值快速自动查找方法。

背景技术

对于工业现场总线，接收器性能是衡量产品畸变容忍能力及抗干扰能力的重要指标，设备的收发器测试是检验产品好坏及一致性的重要测试内容。对于工业总线接收器阈值测试，传统的测试方法有两种：

方法一是利用标准设备外接一个衰减电路与被测设备连接，标准设备产生测试需要的诱导帧，利用示波器观察被测设备的响应情况，手动调整衰减电阻的阻值，直到查找到被测设备接收器能识别的临界幅值，即被测设备对接收到的诱导帧不能连续响应。

方法二是利用波形发生设备直接与被测设备连接，波形发生设备生成幅值可调整的的诱导帧，利用示波器观察被测设备的响应情况，手动调整波形发生设备的输出幅值，直到查找到被测设备接收器能识别的临界幅值。

对于以上两种测试方法，均存在以下缺陷：

1)为识别被测设备对接收到的诱导帧是否连续响应，需要测试人员利用示波器等工具人为判别，效率很低，还容易出现误判。

2)如果观察到被测设备连续响应，需要减小诱导帧的幅值，如果观察到被测设备未连续响应，则增大诱导帧的幅值，直到找到测量电压精度范围内的临界幅值。方法一需要手动逐级调整衰减电阻的阻值，方法二需要手动调节波形发生设备逐级调整输出幅值，两种方法测试效率都较低，测量精度不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一为了提高测试效率，并消除人为测量引入的测量误差，提高测量精度。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种测试工业总线接收器阈值的方法，所述方法包括：设置触发电平及触发抑制时间，在测试阶段，计算两次连续触发的时间间隔，将两次连续触发的时间间隔与诱导帧发送周期进行比较，判断被测设备是否连续响应；在所述被测设备连续响应时，基于二分法自动查找被测设备接收器能识别的临界幅值，完成工业总线接收器阈值的测试。

优选地，所述触发电平被设置为大于诱导帧的幅值且小于被测设备响应帧的幅值。

优选地，所述触发抑制时间被设置为大于被测设备响应帧的最大持续时间，且小于诱导帧发送周期。

优选地，在判断被测设备是否连续响应的步骤中，若两次连续触发的时间间隔大致等于诱导帧发送周期，则判断被测设备连续响应；若两次连续触发的时间间隔为诱导帧发送周期的两倍或以上，则判断被测设备未连续响应。

优选地，在基于二分法自动查找被测设备接收器能识别的临界幅值的步骤中，设置最小测量幅值精度要求；在当前诱导帧幅值满足所述最小测量幅值精度要求时，则将其作为被测设备接收器阈值。

另一方面，本发明实施例还提供了一种测试工业总线接收器阈值的系统，所述系统包括：连续响应判别模块，其设置触发电平及触发抑制时间，在测试阶段，计算两次连续触发的时间间隔，将两次连续触发的时间间隔与诱导帧发送周期进行比较，判断被测设备是否连续响应；自动查找临界幅值模块，其在所述被测设备连续响应时，基于二分法自动查找被测设备接收器能识别的临界幅值，完成工业总线接收器阈值的测试。

优选地，所述触发电平被设置为大于诱导帧的幅值且小于被测设备响应帧的幅值。

优选地，所述触发抑制时间被设置为大于被测设备响应帧的最大持续时间，且小于诱导帧发送周期。

优选地，所述连续响应判别模块，其进一步通过如下操作判断被测设备是否连续响应，若两次连续触发的时间间隔大致等于诱导帧发送周期，则判断被测设备连续响应；若两次连续触发的时间间隔为诱导帧发送周期的两倍或以上，则判断被测设备未连续响应。

优选地，所述自动查找临界幅值模块，其进一步执行如下操作：设置最小测量幅值精度要求；在当前诱导帧幅值满足所述最小测量幅值精度要求时，则将其作为被测设备接收器阈值。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

本发明实施例提出了一种新型的测试工业总线接收器阈值的方法，进行了以下创新：

1)研究出一种自动判别被测设备是否连续响应的方法。通过设置合适的触发电平及触发抑制时间，利用软件自动计算两次连续触发的时间间隔，与诱导帧发送周期进行比较，自动判别被测设备是否连续响应。

2)将二分法技术应用于接收器阈值测试中，可实现被测设备接收器能识别的临界幅值快速自动查找，极大的缩短测试时间，并提高测试精度。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明的技术方案而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或流程来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请实施例的测试工业总线接收器阈值的方法的流程图。

图2为本申请实施例的触发电平设置的示意图。

图3为本申请实施例的触发抑制时间设置的示意图。

图4为本申请实施例的自动判别被测设备是否连续响应的流程图。

图5为本申请实施例的基于二分法技术的接收器临界幅值快速自动查找的流程图。

图6为本申请实施例的测试工业总线接收器阈值的系统的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

另外，附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

为了更好地理解本发明实施例的内容，下面对涉及的一些用语进行说明。

测试诱导帧：用于工业总线接收器测试，诱导被测设备发出响应帧的激励帧。

响应帧：被测设备识别诱导帧后，发出的回应帧。

图1为本申请实施例的测试工业总线接收器阈值的方法的流程图。下面参照图1来说明本方法的具体流程。

在步骤S110中，设置合适的触发电平及触发抑制时间。

在设置触发电平时，如图2所示。对于工业总线接收器阈值的测试，测试诱导帧(或简称“诱导帧”)的幅值Vm一定小于被测设备响应的帧(或简称“响应帧”)的幅值Vs，因此设置波形的触发电平Vt为大于诱导帧的幅值Vm且小于被测设备响应帧的幅值Vs的一个值，如以确保示波器每次由被测设备响应的从帧触发而不是测试诱导帧。

如图3所示，还需要设置一个合适的触发抑制时间T_hold，为避免被同一个被测设备响应帧多次触发，触发抑制时间应大于被测设备响应帧的最大持续时间T_s_max，同时，为避免遗漏检测响应帧，应小于两个连续响应帧之间的间隔T_ss，由于两个连续响应帧间间隔T_ss与两个连续测试诱导帧间间隔(也称“诱导帧发送周期”)T_mm近似，因此，T_hold应为一个大于被测设备响应帧的最大持续时间T_s_max，小于两个连续测试诱导帧间间隔T_mm的值，如

在步骤S120中，在测试阶段，计算两次连续触发的时间间隔，将两次连续触发的时间间隔与诱导帧发送周期进行比较，判断被测设备是否连续响应。

具体来说，设置好触发电平和触发抑制时间后，记录每次触发时间点T_trig_n(T_trig_n为第n次触发的时间点)，计算两次连续触发时间点之间差值，t_(n-1)＝T_trig_n-T_trig_(n-1)，如果每个差值都约等于T_mm，则证明被测设备响应帧连续响应，如果存在t_n为T_mm的两倍或以上，则证明被测设备未连续响应。

下面以一个具体示例来说明如何自动判别被测设备是否连续响应，参见流程图图4所示。

步骤1：设置好触发电平Vt。

步骤2：检测在开始测试后5分钟(时间可根据不同的总线类型或测试环境进行调整)内信号是否被触发：如果未被触发，则测试结束，反馈结果：响应帧未连续响应。如果5分钟内被首次触发，则进入步骤3。

步骤3：触发计数器n初始化为1。

步骤4：记录触发时间T_trig_1。

步骤5：等待T_hold时间不进行触发。

步骤6：检测在上次触发3/2T_mm时间内内信号是否被触发：如果未被触发，则测试结束，反馈结果：响应帧未连续响应。如果被触发，则进入步骤7。

步骤7：触发计数器n加1。

步骤8：记录触发时间T_trig_n。

步骤9：判断触发计数器次数n是否达到设定的触发次数N：如果达到设定触发次数N，则测试结束，反馈结果：响应帧连续响应。如果未达到设定触发次数N，则返回步骤5。

接下来，在步骤S130中，在被测设备连续响应时，基于二分法自动查找被测设备接收器能识别的临界幅值，完成工业总线接收器阈值的测试。具体来说，设置最小测量幅值精度要求；基于二分法查找临界幅值，在被测设备连续响应时，在当前诱导帧幅值满足所述最小测量幅值精度要求时，则将其作为被测设备接收器阈值。

下面参照图5，以一个具体示例来说明如何将自动判断被测设备是否连续响应的方法和基于二分法技术快速自动查找被测设备接收器能识别的临界幅值的方法相结合来完成工业总线接收器阈值的测试。

步骤1：相关参数初始化：测试次数m＝1；幅值上限Vup＝Vmax；幅值下限Vdown＝Vmin。其中Vmax是被测设备可能的最大接收器阈值，Vmin是被测设备可能的最小接收器阈值。

步骤2：设置诱导帧初始幅值Vm＝Vmax；

步骤3：判断被测设备是否连续响应：如果未连续响应，则测试结束，反馈测试结果：被测设备不能正常响应；如果连续响应，则进入步骤4。

步骤4：测试次数加1，m＝m+1；

步骤5：设置诱导帧幅值，Vm＝1/2(Vm-1+Vdown)

步骤6：判断被测设备是否连续响应：如果未连续响应，则进入步骤7；如果连续响应，则进入步骤10。

步骤7：设置幅值下线Vdown＝Vm；

步骤8：测试次数加1，m＝m+1；

步骤9：设置诱导帧幅值，Vm＝1/2(Vm-1+Vup)，并返回步骤6；

步骤10：判断当前幅值是否满足最小测量幅值精度要求(即Vm-Vm-1<Vaccuracy)：

如果达到最小测量幅值精度要求，则测试结束，反馈测试结果：被测设备接收器阈值为Vm；如果未达到最小测量幅值精度要求，则进入步骤11。

步骤11：设置幅值上限Vup＝Vm；

步骤12：测试次数加1，m＝m+1；

步骤13：设置诱导帧幅值Vm＝1/2(Vm-1+Vdown)，并返回步骤6。

通过上面的步骤完成了被测设备接收器的阈值测量。

利用本发明所述方法，通过设置合适的触发电平及触发抑制时间，利用软件自动计算两次连续触发的时间间隔，与诱导帧发送周期进行比较，自动判别被测设备是否连续响应。而且，将二分法技术应用于接收器阈值测试中，可实现工业总线接收器阈值的自动测试，提高了测试效率，并消除人为测量引入的测量误差，极大的缩短测试时间，并提高测试精度。。

另外，本发明实施例还提供了一种测试工业总线接收器阈值的系统，如图6所示，该系统包括连续响应判别模块61和自动查找临界幅值模块62，二者通过交互完成如上所述的方法流程。连续响应判别模块61，其包括设置子模块610和判断子模块612，设置子模块610，其设置触发电平及触发抑制时间；判断子模块612，其在测试阶段，计算两次连续触发的时间间隔，将两次连续触发的时间间隔与诱导帧发送周期进行比较，判断被测设备是否连续响应。自动查找临界幅值模块62，其在所述被测设备连续响应时，基于二分法自动查找被测设备接收器能识别的临界幅值，完成工业总线接收器阈值的测试。上述两个模块可以执行本发明实施例提出的测试工业总线接收器阈值的方法的各个步骤，因此不再赘述。

本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，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。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种测试工业总线接收器阈值的方法，其特征在于，所述方法包括：

设置触发电平及触发抑制时间，在测试阶段，计算两次连续触发的时间间隔，将两次连续触发的时间间隔与诱导帧发送周期进行比较，判断被测设备是否连续响应；

在所述被测设备连续响应时，基于二分法自动查找被测设备接收器能识别的临界幅值，完成工业总线接收器阈值的测试。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述触发电平被设置为大于诱导帧的幅值且小于被测设备响应帧的幅值。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述触发抑制时间被设置为大于被测设备响应帧的最大持续时间，且小于诱导帧发送周期。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，在判断被测设备是否连续响应的步骤中，

若两次连续触发的时间间隔大致等于诱导帧发送周期，则判断被测设备连续响应；

若两次连续触发的时间间隔为诱导帧发送周期的两倍或以上，则判断被测设备未连续响应。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，在基于二分法自动查找被测设备接收器能识别的临界幅值的步骤中，

设置最小测量幅值精度要求；

在当前诱导帧幅值满足所述最小测量幅值精度要求时，则将其作为被测设备接收器阈值。

6.一种测试工业总线接收器阈值的系统，其特征在于，所述系统包括：

连续响应判别模块，其设置触发电平及触发抑制时间，在测试阶段，计算两次连续触发的时间间隔，将两次连续触发的时间间隔与诱导帧发送周期进行比较，判断被测设备是否连续响应；

自动查找临界幅值模块，其在所述被测设备连续响应时，基于二分法自动查找被测设备接收器能识别的临界幅值，完成工业总线接收器阈值的测试。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述触发电平被设置为大于诱导帧的幅值且小于被测设备响应帧的幅值。

8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，

所述触发抑制时间被设置为大于被测设备响应帧的最大持续时间，且小于诱导帧发送周期。

9.根据权利要求6～8中任一项所述的系统，其特征在于，所述连续响应判别模块，其进一步通过如下操作判断被测设备是否连续响应，

若两次连续触发的时间间隔大致等于诱导帧发送周期，则判断被测设备连续响应；

若两次连续触发的时间间隔为诱导帧发送周期的两倍或以上，则判断被测设备未连续响应。

10.根据权利要求6～9中任一项所述的系统，其特征在于，所述自动查找临界幅值模块，其进一步执行如下操作：

设置最小测量幅值精度要求；

在当前诱导帧幅值满足所述最小测量幅值精度要求时，则将其作为被测设备接收器阈值。