CN213633625U - 一种数控跳频滤波器调试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种数控跳频滤波器调试系统，包括供电电源、上位机、下位机、调试工装、网络分析仪；供电电源与下位机直接相连，作为下位机二次电源的输入，上位机通过串口线与下位机相连，通过网线与网络分析仪相连；下位机通过带线与调试工装相连，调试工装用于安装被调工件，网络分析仪通过射频测试线缆与调试工装相连。调试一只数控跳频滤波器时长约20分钟，较人工调试动辄7、8小时的操作时长极大的提高了工作效率，同时在调试过程中关于各项指标的判断和数控跳频滤波器的整个频段性能评估均由计算机完成，保证了产品的调试质量。

Description

一种数控跳频滤波器调试系统

技术领域

本实用新型涉及一种数控跳频滤波器调试系统，更具体的说它是一种用于数控跳频滤波器研发及批量制造过程中进行被调工件故障定位、初调、细调的调试系统及调试方法。

背景技术

数控跳频滤波器是数控技术和模拟滤波器相结合的产物，在数控跳频滤波器的外部地址引脚上给出不同的高低电平组合可选中内部预置的调谐码从而选通不同的电容矩阵组合实现模拟滤波器跳频通道的调谐。

对应用于数控跳频滤波器中的一个n位电容矩阵，需要将n位电容的

个组合调谐点遍历，筛选出一定数量的符合输出指标最优组合的调谐码后固化在产品内部，这是数控跳频滤波器调试的核心。常见的数控跳频滤波器中使用12位电容矩阵，意味着要遍历4096个滤波通道的中心频率、插入损耗、带宽、矩形系数、远端抑制数据并从中筛选出最优组合，将其对应的调谐码固化在产品内部，这意味着需要准确记录、分析并筛选大批量的数据。

以前，研发或者生产人员在调试产品遇到故障时很难精确定位故障点，初调时通常采用手动拨码的方式调试频段的起点、终点、频段覆盖、带内、带外指标，调试完成其中一项指标，需要反复拨码去分析、判断其他指标是否均符合要求，指标细调时需遍历

个（n指电容阵列位数）滤波通道，采集中心频率、插入损耗、带宽、矩形系数、远端抑制数据。这样的方式需要人工记录、分析大批量的数据，从中筛选出满足要求的调谐码通过计算机固化在产品内部。此调试方式缺点为：

（1）调试产品遇到故障时因为没有故障指示，很难精确定位故障点，修复起来费时费力。

（2）初调需要人工反复拨码，去评估整频段的指标，如果评估出现偏差，这个偏差只能在细调时发现，这种情况在细调阶段所做的工作全部无效，需要再次回到初调，极大影响调试效率。

（3）细调时需要人工不断拨码并记录、处理大批量的数据，由于疲劳极易出现错误，于产品的质量存在隐患。

（4）批次产品上滤波线圈差异和电容误差，使得同一个组合的电容矩阵在不同数控跳频滤波器上的最优调谐码是不同的，也就是说在调试时候需要针对不同产品上的同一电容矩阵

个组合的调谐通道均需遍历、筛选等针对性调试，批量制造产生的工作量太大，产能难以满足实际需求。

（5）在环境实验时，由于手动拨码操作速度慢，这种调试方式难以真实反映产品在环境下的性能。

（6）这种调试方式由于需要反复手动设置仪器，严重缩短仪器的使用寿命。

因此，开发一种数控跳频滤波器调试系统是很有必要的。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述背景技术中存在的不足，提供一种数控跳频滤波器调试系统。

本实用新型为了实现上述目的采用的技术方案为：一种数控跳频滤波器调试系统，包括供电电源、上位机、下位机、调试工装、网络分析仪；

所述供电电源与下位机直接相连，作为下位机二次电源的输入，所述上位机通过串口线与下位机相连，通过网线与网络分析仪相连；下位机通过带线与调试工装相连，所述调试工装用于安装被调工件，网络分析仪通过射频测试线缆与调试工装相连；

上位机为程控计算机，向下位机发送调试指令，解析、执行下位机回传的指令，同时完成网络分析仪的调试设置，各类调试步骤调试设置的调用，调试数据的捕获、分析并闭环调试；

下位机以微控制器为核心，解析上位机发送的各类指令并执行相关调试操作，完成被测工件是否故障的判断，如有故障完成故障定位，如无故障继续执行功能初调，频段性能评估，指标细调，调谐通道遍历，数据收集、分析，调谐码筛选、固化；调试工装用于安装被调试工件；网络分析仪通过射频测试线缆连接调试工装，实时测量被测工件的调试数据并通过网线回传到上位机。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型极大完善了现有调试方案的不足，定位被调工件故障位置准确，排除故障效率高；初调阶段对整个频段的性能评估准确，避免在细调阶段出现无用工作；细调阶段调试精确、效率高。

本实用新型操作方便，大部分调试工作相关人员只需在上位机的人机交互界面完成，即可输出成品。

本实用新型解决了由于人工记录、分析、处理大批量调试数据时疲劳所致的出错问题，提高了产品质量。经过研发、批量制造检验，该系统稳定、可靠。

本实用新型大大降低了人工调试的工作量，提高了工作效率，提升了产能。

附图说明

图1为本实用新型的电路连接框图；

图2为本实用新型的下位机电路连接框图；

图3为本实用新型下位机二次电源的电路图；

图4为本实用新型下位机微控制器的电路图。

具体实施方式

下面，结合附图详细说明本实用新型的具体实施情况，但它并不构成对本实用新型的限定，仅做举例。同时，通过说明使本实用新型的优点变得更加清楚和容易理解。

如图1至图4所示，一种数控跳频滤波器调试系统，包括供电电源、上位机、下位机、调试工装、网络分析仪；

供电电源与下位机直接相连，作为下位机二次电源的输入，所述上位机通过串口线与下位机相连，通过网线与网络分析仪相连；下位机通过带线与调试工装相连，所述调试工装用于安装被调工件，网络分析仪通过射频测试线缆与调试工装相连。

供电电源选用输出电流大于3A，输出电压18～36V可调的AC/DC电源。

上位机为程控计算机，向下位机发送调试指令并负责分析下位机、网络分析仪回传的数据来闭环调试；

下位机通过带线连接调试工装，解析上位机发布的各类指令并执行相关操作，完成被测工件是否故障的判断，故障定位，功能初调，频段性能评估，指标细调，调谐通道遍历，数据收集、分析，调谐码筛选、固化；调试工装用于安装被调试工件；网络分析仪通过射频测试线缆连接调试工装，实时捕获被测工件的调试数据并通过网线回传到上位机。

下位机包括二次电源、电流表A1、电流表A2、微控制器和故障指示四部分，二次电源转换出微控制器、故障指示、调试工装所需的供电电源；电流表A1、电流表A2实时监测被调工件的低压耗电和偏置耗电，判断被调试工件是否故障，如有故障，配合故障指示定位故障产品的具体故障位置；微控制器的I/O口模拟被调试工件所需的地址线、数据线、控制线，执行被测工件是否故障的判断，故障定位，功能初调，频段性能评估，指标细调，调谐通道遍历，数据收集、分析，调谐码筛选、固化；故障指示通过故障指示灯并结合电流表A1、电流表A2实时监测到的耗电情况定位被调工件的故障位置。

二次电源具体电路为，二次电源输入正极串接单刀双掷开关S1分别与电容C1、的电容C7的一端及共模抑制器TH1的1脚和共模抑制器TH2的1脚连接，二次电源输入负极分别与共模抑制器TH1的2脚和共模抑制器TH2的2脚连接，共模抑制器TH1的3脚分别与电容C2、电感L1一端连接，电感L1另一端分别与电容C3、电容C4和低压供电输出模块M1的1脚连接，共模抑制器TH1的4脚分别与电容C3、电容C4另一端及低压供电输出模块M1的2脚连接，低压供电输出模块M1的3脚通过电感L2分别与电容C5、电容C6一端连接并为低压供电输出，低压供电输出模块M1的5脚与可调电阻R1 的一端连接，电容C1、电容C2、电容C5、电容C6及可调电阻R1 的另一端连接地；

共模抑制器TH2的3脚分别与电容C8、电感L3一端连接，电感L3另一端分别与电容C9、电容C10和低压供电输出模块M2的1脚连接，共模抑制器TH2的4脚分别与电容C6、电容C10另一端及低压供电输出模块M2的2脚连接，低压供电输出模块M2的3脚通过电感L4分别与电容C11、电容C12一端连接并为偏值供电输出，低压供电输出模块M2的5脚与可调电阻R2的一端连接，电容C7、电容C8、电容C11、电容C12及可调电阻R2 的另一端连接地；

低压供电输出模块M1选用输入范围18～36V，输出3.3～5V可调的DC/DC隔离电源，偏置供电输出模块M2选用输入范围18～36V，输出85～120V可调的DC/DC隔离电源，低压供电输出模块M1、偏置供电输出模块M2输入放置差模、共模干扰滤波电路，输出放置差模干扰滤波电路。

微控制器包括主控芯片N1、有源7.3728M晶体振荡器G1、10针驱动下载接口XP1、15针调试接口XP2、10针驱动下载接口XP3，主控芯片N1的1脚通过电阻R4接电源VCC，主控芯片N1的20脚一路通过电阻R3接二极管D1的负极及电源VCC，一路通过开关S2接电容C16及地，电容C16的另一端与二极管D1的正极连接，主控芯片N1的24脚通过电容C17接有源7.3728M晶体振荡器G1的3脚，有源7.3728M晶体振荡器G1的2脚通过电容C18接有源7.3728M晶体振荡器G1的4脚；

主控芯片N1的64脚分别接电容C14和电感L15的一端，电感L15的另一端通过电容C13分别接电容C14另一端、电容C15的一端和主控芯片N1的63脚及地，电容C15的另一端接主控芯片N1的62脚；

主控芯片N1的21脚和52脚分别接电容C19、电容C20、电容C21和电容C22的一端，电容C19、电容C20、电容C21和电容C22的另一端脚主控芯片N1的22脚、52脚和地，电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8的一端分别接电源VCC，电阻R5另一端接主控芯片N1的54脚，电阻R6另一端接主控芯片N1的55脚，电阻R7另一端接主控芯片N1的56脚，电阻R8另一端接主控芯片N1的57脚；

所述10针驱动下载接口XP1的1脚、3脚、5脚、6脚、9脚依次对应于主控芯片N1的57脚、55脚、56脚、20脚、54脚相接，10针驱动下载接口XP1的4脚通过电容C23分别接10针驱动下载接口XP1的2脚和10脚及地；

所述15针调试接口XP2的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚和15脚依次对应于主控芯片N1的5脚、6脚、7脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚、17脚、25脚、26脚、27和28脚相接；

所述10针驱动下载接口XP3的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚和10脚依次对应于主控芯片N1的51脚、50脚、49脚、48脚、47脚、46脚、45脚、44脚、35脚和36脚相接；

有源7.3728M晶体振荡器G1型号为：7W-7.3728MBB；

主控芯片N1的型号为：ATmega128L。

调试工装用于安装被调工件，下位机通过连接到调试工装上的带线控制被调工件。

网络分析仪通过射频测试线缆连接调试工装，实时测量被调工件数控跳频滤波器的调试数据并通过网线回传到上位机。

一种数控跳频滤波器调试系统的调试方法，步骤如下：

将被调工件数控跳频滤波器安装在调试工装上，打开电源，通过电流表A1、电流表A2，故障指示判断数控跳频滤波器是否有故障，如果存在故障，通过观察电流表A1、电流表A2的具体读数并结合故障指示定位故障并修复；如果无故障，可进行初调，手工调试好数控跳频滤波器起点指标，然后上位机给下位机发送频段覆盖检查、带内指标抽查、带外指标抽查指令，下位机的微控制器接收到指令后，通过15针调试接口XP2依次将数控跳频滤波器调至频段起点通道、频段终点通道，带内指标抽查对应的通道、带外指标抽查对应的通道，网络分析仪依次完成频段起点通道、频段终点通道，带内指标抽查对应的通道、带外指标抽查对应的通道数据的测量，上位机通过网口实时捕捉网络分析仪的测量数据并逐一进行判断，经判断频段起点通道、频段终点通道，带内指标抽查对应的通道、带外指标抽查对应的通道指标合格，进入细调，上位机通过串口给下位机发送通道遍历指令，下位机的微控制器接收到指令后，通过15针调试接口XP2完成通道遍历，数据记录、分析、筛选、调谐码打包、调谐码固化到产品内部的工作，至此，完成一只数控跳频滤波器的调试；经实际检验，应用数控跳频滤波器调试系统调试完成一只数控跳频滤波器的调试约20分钟，较人工调试动辄7、8小时的操作时长极大的提高了工作效率，同时在调试过程中关于各项指标的判断和数控跳频滤波器的整个频段性能评估均由计算机完成，避免掉了人工调试由于疲劳导致出错的概率，保证了产品质量。

在调试系统中，涉及到的网络分析仪数据提取函数从公知的VISA库中调用，涉及到的人机交互界面及串口通信控件均在公知的MFC下完成。

其他未说明部分均属现有技术。

Claims (4)

1.一种数控跳频滤波器调试系统，其特征在于：包括供电电源、上位机、下位机、调试工装、网络分析仪；

所述供电电源与下位机直接相连，作为下位机二次电源的输入，所述上位机通过串口线与下位机相连，通过网线与网络分析仪相连；下位机通过带线与调试工装相连，所述调试工装用于安装被调工件，网络分析仪通过射频测试线缆与调试工装相连；

上位机为程控计算机，向下位机发送调试指令，解析、执行下位机回传的指令，同时完成网络分析仪的调试设置，各类调试步骤调试设置的调用，调试数据的捕获、分析并闭环调试；

下位机以微控制器为核心，解析上位机发送的各类指令并执行相关调试操作，完成被测工件是否故障的判断，如有故障完成故障定位，如无故障继续执行功能初调，频段性能评估，指标细调，调谐通道遍历，数据收集、分析，调谐码筛选、固化；调试工装用于安装被调试工件；网络分析仪通过射频测试线缆连接调试工装，实时测量被测工件的调试数据并通过网线回传到上位机。

2.根据权利要求1所述的一种数控跳频滤波器调试系统，其特征在于：所述下位机包括二次电源，电流表A1、电流表A2，微控制器和故障指示四部分，二次电源转换出微控制器、故障指示、调试工装所需的供电电源，电流表A1、电流表A2实时监测被调工件的低压耗电和偏置耗电，判断被调试工件是否故障，如有故障，配合故障指示定位故障产品的具体故障位置；微控制器的I/O口模拟被调试工件所需的地址线、数据线、控制线，执行被调工件是否故障的判断，故障定位，功能初调，频段性能评估，指标细调，调谐通道遍历，数据收集、分析，调谐码筛选、固化；故障指示通过故障指示灯并结合电流表A1、电流表A2实时监测到的耗电情况定位被调工件的故障位置。

3. 根据权利要求2所述的一种数控跳频滤波器调试系统，其特征在于：所述的二次电源具体电路为，二次电源输入正极串接单刀双掷开关S1分别与电容C1、的电容C7的一端及共模抑制器TH1的1脚和共模抑制器TH2的1脚连接，二次电源输入负极分别与共模抑制器TH1的2脚和共模抑制器TH2的2脚连接，共模抑制器TH1的3脚分别与电容C2、电感L1一端连接，电感L1另一端分别与电容C3、电容C4和低压供电输出模块M1的1脚连接，共模抑制器TH1的4脚分别与电容C3、电容C4另一端及低压供电输出模块M1的2脚连接，低压供电输出模块M1的3脚通过电感L2分别与电容C5、电容C6一端连接并为低压供电输出，低压供电输出模块M1的5脚与可调电阻R1 的一端连接，电容C1、电容C2、电容C5、电容C6及可调电阻R1 的另一端连接地；

共模抑制器TH2的3脚分别与电容C8、电感L3一端连接，电感L3另一端分别与电容C9、电容C10和低压供电输出模块M2的1脚连接，共模抑制器TH2的4脚分别与电容C6、电容C10另一端及低压供电输出模块M2的2脚连接，低压供电输出模块M2的3脚通过电感L4分别与电容C11、电容C12一端连接并为偏值供电输出，低压供电输出模块M2的5脚与可调电阻R2 的一端连接，电容C7、电容C8、电容C11、电容C12及可调电阻R2 的另一端连接地；

低压供电输出模块M1选用输入范围18～36V，输出3.3～5V可调的DC/DC隔离电源，偏置供电输出模块M2选用输入范围18～36V，输出85～120V可调的DC/DC隔离电源，低压供电输出模块M1、偏置供电输出模块M2输入放置差模、共模干扰滤波电路，输出放置差模干扰滤波电路。

4.根据权利要求2所述的一种数控跳频滤波器调试系统，其特征在于：所述的微控制器包括主控芯片N1、有源7.3728M晶体振荡器G1、10针驱动下载接口XP1、15针调试接口XP2、10针驱动下载接口XP3，所述主控芯片N1的1脚通过电阻R4接电源VCC，主控芯片N1的20脚一路通过电阻R3接二极管D1的负极及电源VCC，一路通过开关S2接电容C16及地，电容C16的另一端与二极管D1的正极连接，主控芯片N1的24脚通过电容C17接有源7.3728M晶体振荡器G1的3脚，有源7.3728M晶体振荡器G1的2脚通过电容C18接有源7.3728M晶体振荡器G1的4脚；

主控芯片N1的64脚分别接电容C14和电感L15的一端，电感L15的另一端通过电容C13分别接电容C14另一端、电容C15的一端和主控芯片N1的63脚及地，电容C15的另一端接主控芯片N1的62脚；

主控芯片N1的21脚和52脚分别接电容C19、电容C20、电容C21和电容C22的一端，电容C19、电容C20、电容C21和电容C22的另一端脚主控芯片N1的22脚、52脚和地，电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8的一端分别接电源VCC，电阻R5另一端接主控芯片N1的54脚，电阻R6另一端接主控芯片N1的55脚，电阻R7另一端接主控芯片N1的56脚，电阻R8另一端接主控芯片N1的57脚；

所述10针驱动下载接口XP1的1脚、3脚、5脚、6脚、9脚依次对应于主控芯片N1的57脚、55脚、56脚、20脚、54脚相接，10针驱动下载接口XP1的4脚通过电容C23分别接10针驱动下载接口XP1的2脚和10脚及地；

所述15针调试接口XP2的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚和15脚依次对应于主控芯片N1的5脚、6脚、7脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚、17脚、25脚、26脚、27和28脚相接；

所述10针驱动下载接口XP3的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚和10脚依次对应于主控芯片N1的51脚、50脚、49脚、48脚、47脚、46脚、45脚、44脚、35脚和36脚相接；

所述有源7.3728M晶体振荡器G1型号为：7W-7.3728MBB；

所述主控芯片N1的型号为：ATmega128L。

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