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军用短波电台通用检测设备的测试指标及方法研究

2020年08月10日 14:57 次阅读

电台整机测试是对电台的输入输出及一些关键指标进行测量并分析结果,从而确定电台工作状态是否正常。根据军用电台测试实际应用的场合,尤其是野战条件下,对电台进行快速准确的检测,进而判断出电台工作状态,对电台故障的模块进行及时更换十分关键。本文主要对电台的测试方法进行研究,包括电台的测试指标、测试连接关系及测试流程。

1 系统简介

军用短波电台通用检测设备集装备检测、故障诊断、信息查询于一体,是在以PXI总线系统为核心构成的硬件平台和以Lab Windows/CVI为核心构成的软件平台的基础上开发的。检测系统由测试硬件和测试软件两大部分组成。测试硬件平台由PXI总线机箱、射频开关(PXI一2593)、音频分析仪(PXI一4461)、信号发生器(PXI一5421)、示波器(PXI一5112)、MIX卡及计算机等组成。测试软件主要由NI Labwindows/CVI7.1作为开发平台,将信号发生器和调制调解软件分析包结合模拟射频信号输入输出,将示波器和频谱软件分析包结合计算各种检测参数,数据库采用MS SQLServer 2000保存数据,采用MS Word 2003生成报表文档。在处理和计算各种特征值的过程中,主要用到了以下两个数据分析处理包:

(1)频谱分析工具包;

(2)信号调制解调工具包。

军用短波电台通用检测设备系统原理框图如图1所示。

军用短波电台通用检测设备的测试指标及方法研究

将被测对象上的信号输入输出接口通过适配器与检测设备相连,220 V(50 Hz)交流电源向检测设备提供电源,综合电源经由信号调理转接单元向被测对象提供电源,由操作人员运行软件进行检测诊断。具有功能检测、故障诊断、通用测量及维修资料查询等多项功能;对各单体、组合的故障能快速隔离到可更换单元;检测覆盖率、诊断准确率≥90%。

2 测试指标及方法

电台的型号多种多样,不同型号的电台,其性能指标也各不相同。在实际测试环境中,尤其在野战条件下,实现对全部性能指标的测量是不现实的,也没有必要。实际上,只需要选择出能反映电台整机工作状态的关键指标进行测试,就可根据所得信息判断出电台工作状态,并对故障功能模块进行更换。由于军用电台多为短波和超短波电台,故主要针对这两种电台的主要性能指标的测试方法进行研究。现以某型短波电台的测试为例具体说明测试方法的实现。

2.1 主要测试指标

2.2 测试方法

2.2.1 发射机指标参数测试

主要有发射机基本性能参数测试及发射机音频响应测试,测试框图如图3所示。

连接方法:将电台的音频输入端口和自动测试系统的音频输出用导线连接,将发射机输出信号端口和自动测试系统的示波器端口用导线连接。

(1)发射机基本性能参数测试

测试方法:

①杂散窄带射频分量测试

使发射机处于无调制情况下工作,将发射机输出信号接入到示波器FXI一5114输入端,示波器采集一组数据,利用这组数据,结合频谱软件分析包中的相关处理函数可计算出杂散窄带射频分量的值(单位为dB)。

②其他参数测试

设置发射机的工作种类,利用音频分析仪PXI一4461输出标准音频信号值到发射机,使发射机输出调制信号,然后利用示波器PXI一5114采集一组值,利用这组数据,结合频谱软件分析包中的相关处理函数可计算出射频输出功率、峰值点频率、带宽、无用边带抑制、载波抑制、带内副波等特征量的值。

(2)发射机音频响应

2.2.2 接收机指标参数测试

测试指标主要有接收机灵敏度;接收机中频选择性;接收机音频响应;接收机音频输出。测试框图如图4所示。

(1)接收机灵敏度

可测试的主要性能参数有:接收机灵敏度(单位为μV)。

测试方法:利用产生正弦波、方波等相关算法产生一组数字信号,将这组数字信号利用调制调解软件分析包中的调制函数,根据需要调制成AM调制射频信号、FM调制射频信号或PM调制射频信号通过信号发生器(PXI一5412)输出到接收机。然后利用示波器(PXI一5114)采集一组数据,利用这组数据,结合频谱软件分析包中的相关处理函数可计算出其输出功率、信噪比、灵敏度这些特征量的值。

(2)接收机中频选择性

可测试的性能参数:接收机中频选择性。性能要求为6 dB,带宽不大于4 kHz。

测试方法:

①中端检测。指定信号类型、幅值和频率,利用信号发生器(PXI一5412)输出无调制的射频信号到接收机,然后利用示波器(PXI一5114)采集一组数据,利用这组数据,结合频谱软件分析包中的相关处理函数可计算出其中间检测的信号频率和增益值。

②低端检测。先利用信号发生器(PXI一5412)输出频率为中间信号频率的无调制的射频信号到接收机,然后逐渐降低射频信号频率,直至低端频率增益降低为一6 dB,然后利用示波器(PXI一5114)采集一组数据,利用这组数据,结合频谱软件分析包中的相关处理函数可计算出其低端检测的信号频率和增益值。

③高端检测。先利用信号发生器(PXI一5412)输出频率为中间信号频率的无调制的射频信号到接收机,然后逐渐增大射频信号频率,直至高端频率增益降低为一6 dB,然后利用示波器(PXI一5114)采集一组数据,利用这组数据,结合频谱软件分析包中的相关处理函数可计算出其高端检测的信号频率和增益值。

④测试结果

测试结果值的高端频率与低端频率的差值即为中频选择6 dB带宽。

(3)接收机音频响应

测试方法:利用产生正弦波、方波等相关算法产生一组数字信号,将这组数字信号利用调制调解软件分析包中的调制函数,根据需要调制成AM调制射频信号、FM调制射频信号或PM调制射频信号通过信号发生器(PXI一5412)输出到接收机。开始使输出调制射频信号的频率为300 Hz,待该射频信号输出稳定后,逐渐将频率增大至3 000 Hz,在此过程中利用示波器(PXI一5114)采集一组数据,利用这组数据,结合频谱软件分析包中的相关处理函数可计算出其音频响应最小值(dBm)、音频响应最大值(dBm)、音频响应最大变化(dB)这些特征量的值。

(4)接收机音频输出

可测试的主要性能参数有:接收机额定音频输出、接收机最大音频输出。

测试方法:

①利用产生正弦波、方波等相关算法产生一组数字信号,将这组数字信号利用调制调解软件分析包中的调制函数,根据需要调制成AM调制射频信号、FM调制射频信号或PM调制射频信号通过信号发生器(PXI一5412)输出到接收机。

②在测试接收机额定音频输出(mW)时选择信号幅度为5 V,待信号输出稳定后,利用示波器(PXI一5114)采集一组数据,利用这组数据,结合频谱软件分析包中的相关处理函数可计算出其接收机额定音频输出的值。

③在测试接收机最大音频输出时,将射频信号的幅度调至7 V,待输出稳定后,利用示波器(PXI一5114)不断地采集数据。然后逐渐增大输出幅度,当观察到最大输出时完成检测,利用示波器采集到的数据,结合频谱软件分析包中的相关处理函数可计算出其接收机最大音频输出的值。

3 结 语

通过某型电台具体测试参数的测试实现介绍了军用短波电台通用自动检测系统的测试指标和测试方法。电台型号多种多样,测试方法并不完全相同,且各电台测试用接口不尽相同,测试用参数也不一样,但测试原理是大体一致的。对测量发射机指标来说,需要有调制信号对载波进行调制,调制后的信号通过电台发射出去送到测量模块进行发射机指标的测量;对接收机指标测量,射频信号到达电台接收机后通过解调得到音频信号,音频信号通过音频口送到测量模块进行接收机指标的测量。了解各种型号电台指标的测试方法和流程是系统测试实现的基础。

可测试的性能参数主要有:接收机300~3 000 Hz音频响应最大变化。单位:dB,要求小于4 dB。

发射机音频响应测试的性能参数:发射机300~3 000 Hz音频响应最大变化,单位为dB。指标要求小于4 dB。

测试方法:利用音频分析仪PXI一4461输出标准信号值到发射机,使发射机输出调制信号。开始音频分析仪PXI一4461输出标准信号值的频率为300 Hz,等信号稳定后,逐渐增加其频率值到3 000 Hz,在增加频率的过程中,不断地用示波器PXI一5114采集数据。利用示波器PXI一5114采集到的数据,利用频谱软件分析包中的处理函数计算出音频响应最小值(dBm)、音频响应最大值(dBm)、音频响应最大变化值(dBm)等参数。   主要包括:射频输出功率、峰值点频率、带宽、无用边带抑制、载波抑制、带内副波、杂散窄带射频分量。

针对短波电台,自动检测系统可实现的测试指标主要有:发射机基本性能参数,包括射频输出功率、峰值点频率、带宽、载波抑制等;发射机音频响应;接收机灵敏度;接收机中频选择性;接收机音频响应;接收机音频输出。测试项目选择界面如图2所示。

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函数信号发生器如何调出38Khz的红外线载波信号?

函数信号发生器如何调出38Khz的红外线载波信号?如图这种信号 ...
发表于 2020-07-23 09:45 196次阅读
函数信号发生器如何调出38Khz的红外线载波信号?

如何用示波器测量汽车节气门传感器信号

节气门位置传感器,是汽车电子控制系统中最重要的传感器,主要用于发动机电子燃油喷射系统和电控自动变速器系统。节气...
发表于 2020-07-19 12:12 1313次阅读
如何用示波器测量汽车节气门传感器信号

放大器解决信号发生器前端设计挑战

过去,任意波形发生器最棘手的部分是输出级的设计。典型信号发生器的输出范围在 25 mV 到 5 V 之间。为了驱动一个 5...
发表于 2020-07-18 07:00 446次阅读
放大器解决信号发生器前端设计挑战