基于虚拟仪器技术的无线电高度表动态测试系统

时间：07-13 来源：3721RD 点击：

3．2 系统硬件构成
测试系统硬件由发射和接收2部分构成。计算机通过数据采集系统的AO通道发射控制信号给可变衰减器、发射正交函数给I／Q调制器，然后计算机通过AI通道将无线电高度表的高度电压、差拍信号、发射信号、接收信号、工作状态采集进来作分析处理，结构框图如3所示，其中I／Q调制器选用ADI公司的ADL5375，工作频率400MHz～6 GHz，其周边电路图见图4。

4 测试系统软件设计
4．1 采集卡设置及测量任务的配置
首先将数据采集卡安装到计算机上，在MAX中的Data Neighborhood图标上右击并选择Create New…，在目录中选择Taditional NI-DAQ virtual并按下Next键，然后就可以配置一个读取输入信号的通道了。按下Next按钮后，将会出现一个数据采集卡属性设置窗口，在此窗口中根据板卡的使用情况可以对模拟输入、模拟输出、数字I／O等进行设置，随后为任务命名。
4．2 I／Q调制器信号的产生
对高度表高度响应测试时，需要发送一定频率范围的正弦信号给I／Q调制器，在LabWindows／CVI中使用SinePattern函数输出正弦信号。
4．3 测试信号的采样、读取
信号首先通过前置放大器后经由数据采集卡的AI通道输入计算机，存储然后显示。为保持采样速度与显示的不冲突，使用中断方式读取采样数据，要实现中断处理方式工作，需要作2项主要工作：一是编写中断处理程序，二是向系统注册这个程序。

在中断服务程序中，使用DAQmxReadAnalogF64()函数来读取采集卡上缓冲区的数据，用户必须在启动采集任务前事先申请足够大小的缓冲区，用一个全局指针来指向这个缓冲区，将数据连接选择为通道连接方式，不同通道数据选择通过memcpy[]函数控制，然后对数据进行处理，在结束任务后释放此缓冲区。
4．4 波形存储与读取
在采集之后可以实时的将数据保存成2进制文件(与导弹遥测数据兼容)，通过fopen函数来实现对文本数据文件的调用，使用fwrite函数实现对数据的写入，使用fread函数实现对数据的读取，使用fclose函数对其关闭。选用Graph控件，通过plotwaveform函数对读取到缓冲区中的数据进行回调。
4．5 测试信号频域分析
在LabWindows／CVI中通过傅里叶函数对波形数组进行傅里叶变换，并通过ToPolarlD将傅里叶变换得到的输出实部、虚部数组转换成极坐标形式。通过InvFFT实现对波形数组的傅里叶反变换。
4．6 软件组成
4．6．1 高度响应测试
高度响应测试用来完成高度弹道参数的设置(不同弹道阶段持续时间)、弹型的选择和高度响应曲线的显示，见图5、图6所示。

4．6．2 信号分析
信号分析完成发射信号、接收信号、差拍信号波形的回放与比对，并对差拍信号进行傅里叶变换，对其频谱进行分析，以判别高度表是否产生"高置"故障。界面见图7。

4．6．3 灵敏度测试
高度表灵敏度测试需要设置设定高度，衰减控制规律的设定，以完成高度表在不同高度下搜索／跟踪灵敏度测试，见图9。

5 结束语
虚拟仪器技术以其性价比高、开放性强等优势迅速占领市场，成为测试仪器新的经济点。虚拟仪器的核心是软件，这使虚拟仪器具有了与传统测试仪器大不相同的技术特征，实现了测试仪器生产者与使用者梦寐以求的仪器开放性。本文针对无线电高度表测试实例，研究设计了基于虚拟仪器技术的第3代自动测试设备。但该系统只是实现了基本参数的自动测量，而一个完整的自动测试系统还需要增加更多自动化水平，如具备远程控制、更新升级、故障诊断等功能。在此方面还有待做深入研究以使得该测试系统更加完备。