论文导读：频谱分析仪是微波测量仪器中需求量最大的门类之一。以个人计算机为核心的CAM/CAT系统可以从根本上解决这种矛盾。便于将多台配有GPIB接口的仪器组合起来。接口，频谱分析仪计算机辅助测试系统的设计与实现。
关键词：GPIB接口，频谱分析仪，CAM/CAT系统
1引言
根据市场调查统计，频谱分析仪是微波测量仪器中需求量最大的门类之一。论文检测，GPIB接口。市场的需求，促进了频谱分析仪的研制和批量生产。在以前的频谱分析仪生产调试和性能测试中，基本都是人工手动进行测试、补偿和记录，由于使用的仪器设备种类繁多、功能各不相同、操作方法迥异，不仅对生产调试、测试检验人员的素质要求极高，并且速度慢、设备利用率低、重复性差，同时容易造成人为误差或错误，不能满足批量生产的要求。而且批量越大，这种问题就越明显，以个人计算机为核心的CAM/CAT系统可以从根本上解决这种矛盾。
随着计算机技术和软件技术的飞速发展，计算机辅助制造（CAM）和计算机辅助测试（CAT）得到了长足的进步。目前，CAM或CAT系统可以采用GPIB、VXI、RS-232、USB等接口。GPIB（GeneralPurpose Interface Bus）接口是测量仪器配备的标准接口，技术标准成熟，速度满足系统要求，因此，我们用带有GPIB标准接口卡的计算机与测量仪器设备组成频谱分析仪CAM/CAT系统，利用计算机智能控制各设备，自动完成频谱分析仪的参数校准、频响补偿和性能测试，并对测试数据进行快速、准确的处理和记录。
2GPIB测试系统的组成与特点
典型的GPIB CAM/CAT系统主要由个人计算机、GPIB标准接口卡和若干台配有GPIB接口的设备通过标准的GPIB电缆连接组成。系统具有以下显著特点：
1）GPIB接口编程方便，减轻了软件设计负担；
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，可使用各种自动校准、多次测量平均等方法，从而可以提高测量精度；
3）便于将多台配有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量任务，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。论文检测，GPIB接口。
3 频谱分析仪CAM/CAT系统的组建与连接
频谱分析仪的应用广泛，生产过程中要调试的参数众多，整机需测试的性能指标就多达20多项。调试和测试需要使用的设备有合成扫频源、合成信号源、网络分析仪、频率计、微波功率计、功分器、打印机等。如图1所示，首先在计算机中安装即插即用PCI总线IEEE488.2接口卡，加载驱动程序。然后用GPIB标准电缆把计算机和所有需要程控的仪器连接起来，并用打印电缆连接计算机与打印机。为了方便在生产线不同工位上使用，我们把这些仪器装入可移动机柜。同时，考虑到其他的应用可能，我们把所有设备采用软固定的方式，活动机柜门保证系统中任何一台设备可在3分钟内完成拆装，这样，可方便地组装系统或拆成单台仪器，提高了仪器的利用率。
4 软件设计说明
系统软件设计是系统开发的主体。论文检测，GPIB接口。软件完成仪器控制、数据采集、通讯、数据处理、数据分析、数据管理、信息输出等任务。频谱分析仪CAM/CAT系统采用Windows操作系统、Bland C++ Builder编程开发环境。系统软件结构框图如图2所示，共分为测试配置、测试控制、结果存储/调用和打印输出四个部分。测试配置主要实现人机界面管理和各仪器的GPIB地址分配，使整个系统能够很好的协调工作；测试控制是整个测试系统的主体部分，在这部分实现了频谱仪各项指标的测试过程。由于测试项目众多，因此每一个测试项目都编写成一个独立模块，减少软件系统模块间的耦合，每个模块都实现一个完整的测试项目；结果存储/调用部分实现了数据的存储与调用，方便了测试完成后的数据处理和备份；打印输出部分主要对测试结果进行实时打印输出。
为提高系统的通用性和扩展性，兼顾不同厂家和型号的测试仪器，并顺利完成新型或其它厂家的频谱分析仪测试，在软件设计时把各种常用仪器的控制程序列写成不同的子程序模块，对某种测试仪器配置，软件根据系统配置检测结果调用相应的子程序模块。被测频谱分析仪的控制模块也写成子程序模块，这样，系统的功能扩展和维护就变得容易。
对于一个测试项目，测试软件需要对测试流程、测试仪器工作模式、被测频谱分析仪参数设置等进行连续控制。我们以校准器幅度准确度测试模块为例，说明测试控制部分的程序编写流程，图3是该测试模块的流程图。首先获取各个仪器的控制句柄，从而能够对不同仪器进行分别控制；其次设置信号源频率为300MHz，幅度-20dBm，设置频谱分析仪“CF300MZ；SP50KZ；RBW3KZ；VBW30HZ；LG1DB；RL-18DM；”执行峰值搜索、定标，将信号输入电缆从信号源移至校准信号输出，再执行搜索峰值，读取信号差值。判断读取数值是否在指标范围之内。这样便完成了校准器幅度准确度的测试。论文检测，GPIB接口。
5 系统功能
频谱分析仪CAM/CAT系统提供的是按钮形式的界面，通过按钮弹出的下拉式菜单，使用者可以选择不同的功能，执行相应的操作命令。
1）系统配置，根据测试仪器配备情况分配GPIB地址，选择相应控制子程序。
2）系统自检，进入自检状态，系统对自身的软件和硬件配置进行全面的检查，确保系统的完整有效。对于自检过程中发现的问题，生成自检报告，以供查看。
 3）测试人员、环境条件记录，内容包括，口令、测试人员、测试时间、环境条件等。
4）测试项目选择，在主界面列出了频谱分析仪整机需要测试的所有指标测试项目，每个项目都可以被单独选择测量，也可以选择任意几个直至全部项目进行组合测量。
5）测试过程组合显示，进入组合测试程序后，可以逐个进行各个项目的测试，同时逐个显示测试向导，确认后按照测试流程完成测试，测试的同时，界面显示测试项目的限值、测试结果或波形。
6）测试结果报告，在组合测试结束后，形成测试结果报告，使用者可以选择阅读报告内容。论文检测，GPIB接口。
7）发生异常情况时，使用者可以随时中断该系统的测试过程。
6 结束语
频谱分析仪CAM/CAT系统已经应用在AV4032和AV4033频谱分析仪批量生产中，在使用中，充分体现了该系统的自动化程度高、快速、测量精度高、可靠性高、通用性强、扩展能力强的特点，有着巨大的优越性：它可以提高生产效率，例如频谱分析仪的频响平坦度补偿，若手动操作需要2人花费8小时，而用频谱分析仪CAM/CAT系统只需一人30分钟就可完成，仅此一项每台频谱分析仪就可以节约15个工时；其次用自动测试系统可以大大减少人为因素影响，提高产品一致性及质量可靠性。论文检测，GPIB接口。另外将计算机用于生产便于对每台频谱分析仪生产过程及维修情况进行建档存储，有利于质量跟踪及用户服务。
参考文献
1）王擎天赵继业等现代通信测量仪器军事科学出版社1999年5月
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