射频自动化测试系统的研究与应用

摘　要：

摘　要：针对复杂的射频自动化测试系统的测试与维护要求，应用第二代台式仪器——积木型自动测试系统，并结合先进的第三代模块化仪器——PXI总线技术，实现可适用于多被测对象的射频自动化测试系统。本文主要阐述了系统平台的硬件设计、通用测试接口、软件设计。

关键词：

关键词：射频　自动化测试　PXI线

     随着移动通信产业的迅速发展，产品的系列越来越多样化，客户对产品的质量要求越来越高，这都对通信产品的大规模化生产造成了巨大的压力，尤其是在测试环节。为了保证产品的质量，通信设备生产商必须在出厂前，对每个产品进行严格测试。然而射频测试的指标繁多，包括输出功率、增益、衰减、ACLR、SNR、EVM等等几十种的测试要求。若采用传统的人工测试，技术人员需要针对不同的测试产品，利用频谱仪、信号源等测试工具逐一的测试信号质量，并且需要用肉眼读取测试工具显示屏上的数据并记录在案。这不仅对技术人员的测试技术有着极高的要求，并且也存在着测试时间过长，测试误差较大，测试设备利用率低下等种种弊端。为了弥补这些弊端，在设计上打破了传统的单一针对性自动测试的思路，本课题意在设计并实现一个能同时满足多种被测对象的测试需求的通用化自动测试系统。

1　系统总体设计

1.1　概述

为了尽可能体现自动化测试系统的通用性——满足多种被测对象从板级到整体的射频性能测试要求。硬件系统采用了测试仪器与模块化虚拟仪器结合的设计方式，使硬件测试平台性能满足各种射频指标的测试性能要求；软件系统总体采用了C++与LabView结合的方式，设计有人性化的人机交互界面方式，并分别设有自动运行、单步运行、调试等三种运行方式。

总体而言，针对不同的被测对象，整个系统的硬件部分是完全相同的；不同的只是测试夹具以及测试程序（见图1）。

1.2　硬件设计

整个测试系统选用2个安捷伦E3662B机柜来安放所有的硬件测试设备，同时也可以满足未来用户的扩充需要。整个测试系统分为四个单元：射频单元、低频单元、测试控制和通信单元和被测对象供电单元，且系统采用高速接口（LAN、USB、PCIe to MXI2）来控制于保证各设备间的通信。

1.2.1　射频单元

射频单元由信号发生器、频谱仪、PXI-5651、PXI-5404、PXI-2594、GPS时间频率系统和射频开关控制模块等组成。其中，各PXI模块安放在PXI-1045机箱中，采用PXI外部控制器，通过在电脑中插入一块PCI/PCI Express板卡，并在PXI机箱第1槽中插入一个PXI/PXI Express模块，两者用光纤电缆相连，实现由PC机直接控制PXI模块，从而也以最低的成本获得最优的处理器性能。而射频开关控制器的信号是通过Agilent L4445A微波开关和衰减控制器提供。

1.2.2　低频单元

测试系统有一个复杂的低频系统，包括：数字I/O，高速数字I/O，串口（RS232和RS485），功能发生器和数字多用表，以及低频多路复用器。其中，PXI-8430/16提供了16个RS232端口，他们被分配到COM3至COM18口，并分别被连接到PVC接口界面的14模块；PXI-8431/4提供了4个RS485端口，他们被分配到COM19至COM22口，并分别被连接到PVC接口界面的15模块。所有的低频单元资源都被连接到PVC接口模块。

1.2.3　控制与通信单元

系统采用高速以太网（10/100/100BT/）和USB来建立设备间的控制与通信（见图2）。

1.2.4　供电单元系

统配有两个直流电源，分别为安捷伦N6702A和N5767A，用于满足对各种测试仪器以及被测对象的供电。

1.3　软件设计

软件设计的需求：为用户提供可视化的人机交互操作界面，所有的操作都可以在图形界面下通过对话框实现交互；提供三种测试模式：自动测试模式、单步测试模式，以及维修调试模式；具有可供开发人员使用的调试、数据擦除写入，参数调整等功能；具有对测试数据的实时显示、记录，并自动存储测试报告的功能；具有对测试信号的数据处理、分析，出错报警灯功能。

根据以上软件设计的需求，并结合软件系统工程的设计概念，以及整个测试系统的功能需求，测试软件运用模块化的方法，实现自动化测试、硬件设备驱动、调试与开发等功能。具体模块的功能划分如图3所示。

2　总结

该系统的优势在于：其一，该系统具有很好的通用性，用户可根据测试需求，配合不同的测试夹具，在通用的测试开发平台上配置测试资源，实现自动化测试，该系统可适用于多种产品的PA测试、TRX测试以及功能测试；其二，该系统预留有多个通用接口以及设备安装空间，有利于今后的二次开发改进，减少再次开发的经济成本；其三，统一化的测试系统，在规模化测试生产环境中，易于管理维护，有利于提高测试效率。

该系统的劣势在于：由于要保证系统的通用型，，通用型系统的硬件资源配置要求更高，单一成本更高。

总之，相比传统的专用测试系统，通用测试系统拥有着明显的优势，更符合今后的测试系统发展需求。