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通信仪表的自动测试系统
发布日期:2006-10-24   

 
  摘要:论述了通信仪表自动测试系统的发展和构成,以光衰减自动测试系统为例,说明了通信仪表自动测试系统的实现和应用。
  关键词:通信仪表 自动测试系统 GPIB接口 Lab Windows/CVI 光衰减

  一、通信仪表自动测试系统的发展
  随着通信的发展,现代通信仪表的智能化程度在逐渐提高。原来的指针式仪表和传统的数字仪表,如电压表、电流表和数字万用表等,现在虽然依然存在并作为基本的测量仪表,而更多的智能化程度很高,可自动进行测量、分析、用图形或统计数据显示测量结果的数字式大型仪表或系统已经投入使用,并在通信领域中占据了越来越大的比重。随着仪表智能化和集成化的提高,一台仪表能够完成越来越多的操作。未来的仪表将是多插槽式的,即一台仪表上有多个插槽,可插入不同的插件,通过仪表内部的中央控制器,完成不同的功能。现在的通信仪表,除了简易的手持式仪表外,一般都带有多种接口,可接计算机、打印机等。通过计算机可控制仪表完成各种测试工作,通过打印机可打印出测试曲线或测试数据。
  目前,国外已有许多仪表厂家在计算机上编写自动测试程序,控制通信仪表,通过软件实现更加强大的测试功能。通过自动测试软件,可以实现对多台仪表的统一控制,组成大型的自动测试系统,自动完成复杂、繁琐的测试工作,避免人为因素造成的误差。通过计算机完成大量的统计、计算工作。测量结果可以用图形、数据、表格和其他用户希望的方式给出,结果一目了然。随着Internet的发展,还可通过计算机实现自动测试的远程监控。


  二、通信仪表自动测试系统的组成
  用PC机通过GPIB接口控制通信仪表,组成一个自动测试系统可实现通信仪表的自动测试。在组建这种自动测试系统时,首先选择测试中使用的通信仪表,确保这些仪表都具有通用接口总线,即GPIB(General Purpose Interface Bus)接口,设置每台仪表在自动测试系统中唯一的GPIB地址。在自动测试系统中使用的计算机要装有GPIB接口卡。将它和各种通信仪表通过IEEE488总线连接起来组成自动测试系统。
  在这套测试系统中采用的GPIB接口卡适用于PC机,通过接口对测试用通信仪表进行编程控制,可实现以PC机为中央控制器的GPIB自动测试系统,另外,通过多个GPIB接口卡还可实现微机间的近距离高速并行数据通信。
  这种接口卡的工作时钟频率为1-8MHz,数据传输速度在正常方式下为50Kbyte/s,高速DMA方式下可达到1Mbyte/s。GPIB接口卡可以直接插入PC机总线插槽,成为GPIB系统控制器,在总线电缆长度小于20m的情况下,最多可容纳5台仪器设备构成复杂的自动测试系统。


  三、实现通信仪表自动测试系统的几种开发软件的比较
  目前,常用的编写自动测试程序的软件平台有VB,Lab Windows/CVI和Lab View等开发软件。
  VB是许多软件开发人员所喜爱的编程工具,它具有简单,易学、子程序的相对独立,易于联接组成大的应用程序的特点。VB在编程时的通用性较好,但在缩写针对仪表的专用自动测试程序时,需要编定一些专用的功能,而一些专用功能用VB实现起来比较困难。
  Lab View是一种非常直观的软件开发平台,是针对开发仪表的控制软件设计的,具有大量专用的图形式的功能块,程序员只要将这些功能块连接在一起,编写一些链接程序,就可组成完整的自动测试程序。Lab View的专用功能块虽然给软件开发者带来了很大的方便,但也使软件的开发受到了限制,软件开发者不能任意增加功能。
  Lab Windows/CVI克服了以上两种软件开发平台的局限,它是以C语言为基础,用于开发仪表控制、自动测试以及数据采集应用程序的编程工具,它有多种程序库,便于缩写应用程序。有面向仪表的功能块,可在应用程序中调用、编辑。它适用于开发仪表的自动测试软件,扩展性好。只需要熟悉Lab Windows/CVI的编程环境、不同仪表的控制指令集、掌握C语言及GPIB的一些接口语言,就可以缩写自动测试软件了。该软件开发平台上,可方便地编写通信仪表的自动测试软件,生存可执行程序,在多种操作系统中使用。


  四、光衰减自动测试系统的实现
  1.光衰减自动测试系统组建背景
  90年代以来,信息产业部通信计量中心已建立了通信专用光功率标准装置和光衰减标准装置,编写了《光衰减器》检定规程,开展了光衰减器等一系列通信仪表的检定工作。目前的检定工作主要是检定人员进行手动测试,测试工作量大,容易引入误差,数据处理量大。如果按照规程编写相应的自动测试软件,将检定用仪表组成自动测试系统,则可自动完成仪表的测试、测试数据处理、按照要求输出测试结果。该自动测试系统使仪表检定工作准确、快捷、重复性好,符合仪表计量检定的要求。
  现在信息产业部下属的各省级通信计量站已相继购置了光测试系统,开展了对光衰减器的检测工作。为了解决由于测试用软件不统一,未经汉化,给检测人员的测试工作带来了困难这个问题,需要建立一套“光衰减器检测用标准程序软件”。


  2.光衰减自动测试系统的组成
  依据光衰减器检定规程中的光功率计法,建立光衰减自动测试系统;依据检定规程中的测试步骤,开发相应的自动测试软件,并实现测试软件的全部汉化。用该“光衰减器检测用标准程序软件”对光衰减器进行检测,使仪表检定工作规范化、统一化、自动化,使检测人员从繁琐的工作解放出来。
  “光衰减器检测用标准程序软件”是在《光衰减器》检定规程的基础上开发出来的,不仅可供信息产业部下属各通信计量站使用,还可以为其它通信计量部门服务。
  国外有的公司已开发了为光测试系统服务的软件,如WG公司的OMS-200仪表控制软件,OCS系列的光测试软件。国内还未见到按照我国颁布的通信仪表检定规程步骤开发的相应自动测试软件。
  “光衰减器检测用标准程序软件”是按照JJG(YD)040-98《光衰减器》检定规程中检定光衰减器的基本步骤,并结合WG公司的OMS-200或OMS-100仪表配置、选件编制而成的。程序提供的检定方法符合标准要求,完成的测试步骤准确可靠,结果输出一目了然。
  光衰减自动测试系统的组成:控制用PC机(内插有美国NI公司GPIB控制卡,并装用相应用的驱动软件)和WG公司的OMS-200或OMS-100主机(内置OLS-100双光源模块,OLP-110光功率计模块)各一台。将仪表通过GPIB接口与计算机相连,计算机外接打印机。


  3.光衰减自动测试系统的软件开发
  光衰减自动测试系统的检测程序包括:光衰减自动测试系统简介,按照光衰减器检定规程编写的测试步骤,仪表自动测试的核心部分,测试数据处理部分和测试结果的输出、打印、保存等操作。该软件全部汉化,用户界面友好,测试准确,简便,是一套标准的仪表测控软件。
  光衰减自动测试软件的主测试程序主要完成选择测试系统中使用的测试仪表、对测试系统的初始化和向测试系统中实现的各部分功能的转向。测试系统可实现的功能包括对测试系统的简介,测试步骤、自动测试功能和测试数据的处理。
  在编制测试程序时,要在测试说明中注明测试条件,如测试前的准备工作,要将测试系统中的稳定光源进行预热,使测试系统和被测光误减器工作稳定后,再进行自动测试。保证测试命令被准确执行,测试数据准确可靠。
  光衰减自动测试软件的自动测试部分主要完成对不同型号的光衰减器的计量检定工作,包括测试不同波长时衰减值的不确定度指标和插入损耗指标。对常见的可程控的光衰减器执行自动测试,对其它型号的光衰减器执行半自动测试。光衰减自动测试软件的数据处理部分主要完成对测试结果的显示,计算、保存、打印输出和不确定度分析等。

  4.光误会减自动测试系统的不确定度分析
  光衰减自动测试的不确定度分析可分为被检光衰减器示值偏差SA、光源稳定度误差SB和标准光功率计线性度AL三部分。

摘自《电信网技术》

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