1、基于GPIB接口的射频模块自动测试系统开发与应用摘要：本文介绍了基于Windows环境的射频模块自动测试系统的工作原理、系统构建、软件设计等。通过该系统在CDMA移动通讯直放站射频模块测试中的应用，表明：射频模块自动测试系统的测试效果良好，通用性强，很好地解决了传统射频模块测试中的问题。关键词：GPIB接口；射频模块；自动测试系统The R&D and Application of Automatic Test Systemof Radio Module Based on GPIB InterfaceAbstract:The paper introduces work principle ,s
2、ystem structure and software design of automatic test system of radio module based on Windows .It has been demonstrated that the above-mentioned system can effectively solve the questions existing in the test process of traditional radio module along with excellent effect and generality.Key words :
3、GPIB interface , Radio module , Automatic test system1引言无线通讯技术的高速发展，促进了无线通讯模块的研制和批量生产。在传统的射频模块调试、测试中，一般直接对射频仪表进行人工手动操作、数据记录等，而测试中所使用的仪器设备种类繁多、功能各异、关联性差、操作不便，不仅对测试人员素质要求高，且测试速度慢、易于造成人为误差或错误，已不能满足批量生产的需要。目前，国内外许多厂家生产的测量仪器和仪表都配有专门的GPIB标准接口，如果在计算机中配上GPIB标准接口卡，将一系列仪器通过GPIB (General Purpose Interface Bus)
4、 接口与计算机连接，组成计算机智能控制的自动测试系统，实现测试自动化，对测试数据进行快速、准确的处理，这样就能收到事半功倍的效果。为此，我们将一系列射频仪器通过GPIB接口和计算机连接起来，组成计算机智能控制的射频自动测试系统，在直放站的研制、生产过程中用于上、下行功放、上、下行低噪放和整机系统的调测，取得了很好的效果。2自动测试系统的组成及特点典型的GPIB自动测试系统主要由计算机、GPIB卡和若干台（最多14台）带有GPIB接口的仪器通过标准的GPIB线缆组成，连接框图如图1所示，系统具有以下5个显著特点：图1 射频模块自动测试系统连接框图（1）GPIB接口编程方便，减轻了软件设计负担；（
5、2）提高了测量性能。利用计算机对带有GPIB接口的仪器进行操作和控制，可实现各种自动校准、多次测量平均等要求，从而提高了测量精度；（3）便于将多台带有GPIB接口的仪器组合起来，形成较大的自动测试系统，高效灵活地实现各种不同的测试任务，而且组建和拆散灵活，使用方便；（4）便于扩展传统仪器的功能。由于仪器和计算机相连，因此可利用计算机对测试数据进行更加灵活、方便的传输、处理、综合、利用和显示，使原来仪器采用硬件逻辑很难解决或无法解决的问题迎刃而解；（5）测试方法简便直观，人机界面更加友好，非专业人员也可以运用该系统进行自动测试。3自动测试系统组态及功能3.1 GPIB接口介绍GPIB是一个数字化
6、24脚并行总线，其中16根为TTL并行总线，包括8根双向数据线、5根控制线、3根握手线，另8根为地线和屏蔽线。基于GPIB接口的测试系统中每个设备（包括GPIB卡）需有一个唯一的地址，地址范围030，通常GPIB卡的地址为0。在某一时刻，只有一个设备为讲者，即发送命令者，一个或多个听者，数据串在总线上按照地址号从讲者向听者传送。NI公司生产的即插即用PCI总线IEEE 488.2 GPIB接口卡是符合VISA(Virtual Instrument Software Architecture)标准的GPIB接口卡。在Win98/Win95/WinNT操作系统、VB/VC/Borland Delp
7、hi/Borland C+ Builder等编程环境中，通过链接NI提供的VISA驱动程序，应用API接口函数调用测试仪器的操作指令对仪表进行操作或控制。在Borland C+ Builder中使用GPIB卡的流程框图如图2所示：图3 GPIB卡驱动程序使用流程框图采用VISA方式在Windiws平台上对GPIB进行编程，VISA（VXI Plug and Play）是虚拟仪器软件结构的简称，是NI公司提供的GPIB卡的接口程序库。软件中功能模块使用VISA session参数，VISA session是每次程序操作过程的唯一标识符，它标识了与之通讯的设备名称以及进行I/O操作必需的配置信息。
8、在本系统中，计算机主要调用的VISA接口函数为：函数名称说明ViStatus ViOpenDefaultRM(ViPSession sesn)Visa系统初始化，打开GPIB接口设备ViStatus ViOpen(ViSession sesn, ViRSRC rsrcName, ViAccessMode accessMode, ViUInt32 timeout, ViPsession vi)打开特定的GPIB仪器ViStatus ViPrintf(ViSession vi,ViString WriteFmt,)向测试仪器发送指定格式的命令ViStatus ViRead(ViSession vi
9、,ViPBuf buf,ViUInt32 Count,ViPUInt32 retCount)从测试仪器中读取同步测试数据ViStatus ViClose(ViObject vi)关闭特定的GPIB设备3.2自动测试系统连接方式利用测试计算机、GPIB接口卡、射频信号源、频谱仪、发射机测试仪、矢网分析仪和待测射频模块通过标准的GPIB线缆与计算机串并口电缆组成自动测试系统，如图3所示。图3 射频模块自动测试系统连接图首先，计算机通过串口向直放站或通过并口向各射频模块发送控制信号，使得被测直放站或被测模块工作在特定条件下，接着，计算机控制GPIB卡向射频信号源或矢网分析仪发送命令，控制其输出指定的
10、信号到射频模块（下行功放）的输入端，最后，控制GPIB卡向频谱仪、发射机测试仪或矢网分析仪发送控制命令，控制其在指定测量模式对射频模块（下行功放）的输出信号进行测量。为避免射频模块输出信号过大，损坏测试仪表，应将射频模块的输出信号进行30 dB衰减后，通过GPIB口从测试仪表接口实时读取测量数据，并将测试数据与相应测试项的技术指标进行对比，给出测试结果指示。3.3自动测试系统软件设计说明(1) 测试系统软件结构图如图4所示。由于要兼容不同种类直放站、测试模块的需要，本系统采用Microfost Office的Access本地数据库对测试项、测试模块等进行配置管理，创建的数据库表主要有测试模块信
11、息库、仪表信息库、测试模块配置、测试项的测试配置库、测试结果库等，在软件开发中，合理利用了触发器、过程、事务处理、通用SQL等方法，实现了对数据库的有效访问。另外，对测试配置的管理直接关系到本测试系统的兼容性，在软件设计中，对测试配置模块进行了重点设计，示意图如图5所示：图4 测试系统软件结构框图图5 测试配置模块示意图图(2）对于一个测试项目，测试软件需要对其测试流程、仪器工作模式、信号源输出信号、被测模块工作状态等进行控制，图6以ATT控制范围及精度为例，说明某测试项的软件设计流程。图6 ATT控制精度测试软件设计流程框图3.4自动测试系统功能自动测试系统的参数配置界面如图7所示，通过对特
12、定射频模块测试条件、技术指标正确合理的配置，可实现多种类型射频模块的自动测试，界面中还显示了测试框图，指导测试人员对测试系统进行正确的连接。自动测试系统可完成射频模块以下性能指标的自动测试。（1）增益与带内平坦度（2）输入、输出驻波（3）最大输出功率（4）三阶交调（5）ALC控制功能（6）ATT控制范围及控制精度（7）输入输出驻波（8）波形质量（7）杂散辐射（8）带外增益测试时，可以选择单项性能测试，也可以选择所有测试项自动测试；测试过程中，当测试不合格时，可以通过仪器编程技术对测试仪器的显示界面进行抓图并存贮，以供研发人员调测；测试完成后，将对应测试项的测量数据显示在相应的表格中。另外，自动
13、测试系统可对测试项进展情况和测量结果进行显示，测试不合格时，给出相应的提示信息，测试完成后，可打印符合规范的测试报告，并将测试数据存数据库，也可以用OLE方法将测试报告直接输出到Word文档中，为电子化办公提供了方便。图7 参数配置界面4总 结该自动测试系统已经应用于CDMA800M、GSM900M和GSM1.8G三类移动通信直放站批量生产调测中。在测试过程中，充分体现了稳、准、快的特点。它不但能够完成所有传统的测试，而且还有一些特殊的功能，如：测试结果的处理、存贮以及远程测试及诊断等，并能够帮助设计人员分析和解决设计及测试过程中的一些问题、同时在测试过程中给予必要的提示以提醒人们注意容易忽视的一些“小问题”。参 考 文 献1Charlie Calvert, et al.(美)著，徐科等译. C+ Builder 应用开发大全，清华大学出版社，19992袁辉等编著. Borland C+ Builder 高级编程，科学出版社，20003E4437B 用户编程指南，Angilent Technologies，20004E4406A 用户编程指南，Angilent Technologies，20005 E8753ES用户编程指南，Angilent Technologies，20006 YD/T 1008-1999，移动通信移频中继技术要求和测量方法6
