CN117517848A - 微波组件自动测试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微波组件自动测试系统，包括：PC上位机、测试仪器、Dut、信号源、FPGA控制板、工装PCB和测试夹具，所述PC上位机的输出端分别与测试仪器的输入端和FPGA控制板的输入端相连，所述FPGA控制板的输出端与所述工装PCB输入端相连，所述工装PCB的输出端则与Dut的输入端相连，所述Dut的输入端还与信号源的输出端相连，所述信号源所述Dut的输出端也与测试仪器的输入端相连。解决现有微波组件测试自动化程度低、准确差，难以实现测试数据二次利用的问题。

Description

微波组件自动测试系统
技术领域
本发明涉及微波组件测试工装领域，特别是一种微波组件自动测试系统。
背景技术
目前市场上针对微波组件的测试基本上还停留在手动测试、人工记录的阶段，这种原始化测试手段存在以下缺陷：
（1）测试效率低下，人工手动设置仪器参数；
（2）由于测试数据人为记录或导出，测试参数准确性较低；
（3）数据保存功能受限，一般用户需要自行导出数据打印存储，数据的长期保存难以实现，同时很难实现测试数据的二次分析利用。
微波组件的测试方法在欧洲以及美国等地已经逐渐变为自动化测试，即利用专业的测试设备、测试软件进行测试。整个测试流程在电脑上完成，减少人为干扰因素，测试效率更高、测试结果更精确，利用数据库功能存储数据，并且实现测试数据的智能化分析，提高数据利用价值，为后续产品改善提供可靠依据。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微波组件自动测试系统，解决现有微波组件测试自动化程度低、准确差，难以实现测试数据二次利用的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种微波组件自动测试系统，包括：PC上位机、测试仪器、Dut、FPGA控制板、工装PCB和测试夹具，所述PC上位机的网口输出端与测试仪器的信号源和频谱仪相连，PC上位机的串口输出端与FPGA控制板相连，所述FPGA控制板的IO输出端与所述工装PCB输入端相连，所述工装PCB将FPGA的IO输出转接给Dut，所述Dut的输入端还与测试仪器的信号源相连，所述Dut的输出端与测试仪器的频谱仪相连，所述测试夹具用于固定Dut、FPGA控制板和工装PCB。
信号源提供被测设备的信号的输入，测试仪器完成被测设备输出信号的测量工作并将测量数据交由PC机处理，PC机提供用户操作平台完成测试数据分析判断和被测设备的参数调整、结果保存等工作；
微波组件自动测试系统由硬件设计与软件开发构成，硬件设计：采用信号源、频谱仪与测控计算机通过LAN口连接，射频电缆用于测试仪器与射频组件之间的射频信号连接；
软件开发：包括应用程序、仪器驱动程序等，主要用来完成整个自动测试的测试流程与操作，达到数据测试、数据综合、数据分析处理和测试结果显示等各种功能；
对微波组件进行自动测试具体流程为：将被测微波组件与测试平台硬件连接好，打开自动测试软件，进行自动测试，分析测试结果，判别微波组件性能的好坏。测试仪器是完成校准的测试仪器；自动测试前，确保仪器通信连接完毕，测试结束后，对测试结果进行报表输出，所述Dut为2-20G功率控制组件。
该测试系统的主要功能如下：
（1）PC上位机通过网口将硬件测试仪器有效地集成在一起，实现对微波组件自动测试平台的远程控制。
自动化测试平台能够对射频指标进行功能测试，具体的射频指标测试为：增益测试、1dB压缩点测试、杂散测试、相位噪声测试和频响测试等。
自动测试平台支持一键自动测试和单项功能测试。
通过自动测试平台的测试操作界面，实现对微波组件的单个性能指标测试或者对其全部性能指标同时进行测试。
作为本发明的进一步优选，所述PC上位机与测试仪器的信号源和频谱仪均通过LAN口相连。
LAN口将测试仪器和PC上位机相连，完成对测试仪器的设置，如中心频率、分析带宽、参考电平等，完成参数设置后同时进行待测指标的参数读取。
作为本发明的进一步优选，所述PC上位机与FPGA控制板之间通过串口相连。
串口将控制数据下发到FPGA工装板，包含开关控制、衰减控制、DAC电压控制等参数信息。
作为本发明的进一步优选，所述FPGA控制板与工装PCB之间通过J30J连接器连接。
J30J连接器是FPGA控制板的TTL对外输出接口。
作为本发明的进一步优选，所述工装PCB和Dut之间通过Pin针相连。
工装PCB实现TTL控制电平的转接和控制线延长功能。
作为本发明的进一步优选，所述Dut和测试仪器的信号源之间、Dut和测试仪器的频谱仪之间均通过同轴缆相连。
与现有技术相比，本发明至少能达到以下有益效果中的一项：
1、自动测试系统采用了虚拟仪器技术，在自动测试技术上坚持“以软件测试代替硬件测试”的测试思路，充分发挥虚拟仪器的技术优点。
2、自动测试系统采用了可视化编程软件，用图形化语言编程代替软件程序代码编程，方便简单，将测试人员从枯燥的编程中脱离出来。
3、自动测试系统可以一键设置仪器参数，测试效率高，测试准确度高。
附图说明
图1 为微波组件自动测试系统框图。
图2为微波组件自动测试总体流程图。
图3为微波组件自动测试平台总体方案图。
图4微波组件自动测试平台硬件架构图。
图5微波组件自动测试平台软件架构图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
具体实施例1
图1-图5示出了一种微波组件自动测试系统，包括：PC上位机、测试仪器、Dut、FPGA控制板、工装PCB和测试夹具，所述PC上位机的网口输出端与测试仪器的信号源和频谱仪相连，PC上位机的串口输出端与FPGA控制板相连，所述FPGA控制板的IO输出端与所述工装PCB输入端相连，所述工装PCB将FPGA的IO输出转接给Dut，所述Dut的输入端还与测试仪器的信号源相连，所述Dut的输出端与测试仪器的频谱仪相连，所述测试夹具用于固定Dut、FPGA控制板和工装PCB。
信号源提供被测设备的信号输入，测试仪器完成被测设备输出信号的测量，并将测量数据交由PC机处理，PC机提供用户操作平台完成测试数据分析判断和被测设备的参数调整和结果保存；
微波组件自动测试系统由硬件设计与软件开发构成，硬件设计：采用信号源、频谱仪与测控计算机通过LAN口连接，射频电缆用于测试仪器与微波组件之间的射频信号连接；
软件开发：包括应用程序、仪器驱动程序等，主要用来完成整个自动测试的测试流程与操作，达到数据测试、数据综合、数据分析处理和测试结果显示等各种功能；自动测试平台采用了虚拟仪器软件工具，测试平台性能优异、功能强大、内部包含了大量函数、运用框图形式编程简单易操作；
对微波组件进行自动测试，自动测试具体流程为：将被测微波组件与测试平台硬件通过同轴缆（射频线缆）连接好，打开自动测试软件，进行自动测试，分析测试结果，判别微波组件性能的好坏，微波组件是装配完毕和经过直流工作点测试完好的微波组件，在自动测试平台中，主要完成射频指标的技术测试。射频测试仪器是仪器初始化后，并经过校准的测试仪器；自动测试前，首先检查仪器通信的I/O接口设置，在确保仪器通信连接完好的条件下进行自动测试，测试结束后，对测试结果进行报表输出，所述Dut为2-20G功率控制组件。
该测试系统的主要功能如下：
（1）主控计算机通过网口将硬件测试仪器有效地集成在一起，进行仪器通信与仪器控制，实现对射频自动测试平台的远程控制。
（2）自动测试系统采用了虚拟仪器技术，在自动测试技术上坚持“以软件测试代替硬件测试”的测试思路，充分发挥虚拟仪器的技术优点。
（3）平台软件采用了可视化编程软件，用图形化语言编程代替软件程序代码编程，方便简单，将测试人员从枯燥的编程中脱离出来。
（4）自动测试平台的软件构造上分为前面板和程序框图，可视化好直观方便，易操作。
（5）自动化测试平台能够对射频指标进行功能测试，具体的射频指标测试为：增益测试、1dB压缩点测试、杂散测试、相位噪声测试和频响测试等。
（6）仪器操作上具备良好的仪器接口，可以方便地选择测试仪器，并设置仪器地址和测试参数如线损等。
（7）自动测试平台支持一键自动测试和单项功能测试。通过自动测试平台的测试操作界面，实现对微波组件的单个性能指标进行测试或者对其全部性能指标同时进行测试。
具体实施例2
本实施例是在具体实施例1的基础上对PC上位机进行了进一步的说明，所述PC上位机与测试仪器的信号源和频谱仪均通过LAN口相连。
LAN口将测试仪器和PC上位机相连，完成对测试仪器的设置，如中心频率、分析带宽、参考电平等，完成参数设置后同时进行待测指标的参数读取。
具体实施例3
本实施例是在具体实施例1的基础上对PC上位机进行了进一步的说明，所述PC上位机与FPGA控制板之间通过串口相连。
串口将控制数据下发到FPGA工装板，包含开关控制、衰减控制、DAC电压控制等参数信息。
具体实施例4
本实施例是在具体实施例1的基础上对FPGA控制板进行了进一步的说明，所述FPGA控制板与工装PCB之间通过J30J连接器连接。
J30J连接器是FPGA控制板的TTL对外输出接口。
具体实施例5
本实施例是在具体实施例1的基础上对工装PCB进行了进一步的说明，所述工装PCB和Dut之间通过Pin针相连。
工装PCB实现TTL控制电平的转接和控制线延长功能。
具体实施例6
本实施例是在具体实施例1的基础上对Dut进行了进一步的说明，所述Dut和测试仪器的信号源之间、Dut和测试仪器的频谱仪之间均通过同轴缆相连。
与现有技术相比，本发明至少能达到以下有益效果中的一项：
1、主控计算机通过网口将硬件测试仪器有效地集成在一起，进行仪器通信与仪器控制，实现对射频自动测试平台的远程控制。
2、自动测试系统采用了虚拟仪器技术，在自动测试技术上坚持“以软件测试代替硬件测试”的测试思路，充分发挥虚拟仪器的技术优点。3、平台软件采用了可视化编程软件，用图形化语言编程代替软件程序代码编程，方便简单，将测试人员从枯燥的编程中脱离出来。
4、自动化测试平台能够对射频指标进行功能测试，具体的射频指标测试为：增益测试、1dB压缩点测试、杂散测试、相位噪声测试和频响测试等。
5、自动测试平台的软件构造上分为前面板和程序框图，可视化好直观方便，易操作。
6、仪器操作上具备良好的仪器接口，可以方便地选择测试仪器，并设置仪器地址和测试参数如线损等。
7、自动测试平台支持一键自动测试和单项功能测试。通过自动测试平台的测试操作界面，实现对微波组件的单个性能指标进行测试或者对其全部性能指标同时进行测试。
8、LAN口将测试仪器和主控计算机相连，完成对测试仪器的设置，如中心频率、分析带宽、参考电平等，完成参数设置后同时进行待测指标的参数读取。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种微波组件自动测试系统，其特征在于：包括：PC上位机、测试仪器、Dut、FPGA控制板、工装PCB和测试夹具，所述PC上位机的网口输出端与测试仪器的信号源和频谱仪相连，PC上位机的串口输出端与FPGA控制板相连，所述FPGA控制板的IO输出端与所述工装PCB输入端相连，所述工装PCB将FPGA的IO输出转接给Dut，所述Dut的输入端还与测试仪器的信号源相连，所述Dut的输出端与测试仪器的频谱仪相连，所述测试夹具用于固定Dut、FPGA控制板和工装PCB。
2.根据权利要求1所述的微波组件自动测试系统，其特征在于：所述PC上位机与测试仪器的信号源和频谱仪均通过LAN口相连。
3.根据权利要求1所述的微波组件自动测试系统，其特征在于：所述PC上位机与FPGA控制板之间通过串口相连。
4.根据权利要求1所述的微波组件自动测试系统，其特征在于：所述FPGA控制板与工装PCB之间通过J30J连接器连接。
5.根据权利要求1所述的微波组件自动测试系统，其特征在于：所述工装PCB和Dut之间通过Pin针相连。
6.根据权利要求1所述的微波组件自动测试系统，其特征在于：所述Dut和测试仪器的信号源之间、Dut和测试仪器的频谱仪之间均通过同轴缆相连。
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