石萍

【摘 要】手持式頻譜儀現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于無線電測(cè)量領(lǐng)域，但由于其指標(biāo)多、測(cè)試繁復(fù)、數(shù)據(jù)量大給日常計(jì)量工作帶來不便。本文大致介紹了基于VB的手持式頻譜儀自動(dòng)檢定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】VB；手持式頻譜儀；自動(dòng)檢定系統(tǒng)

中圖分類號(hào)： TM935.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）18-0021-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.18.008

【Abstract】The handheld spectrum meter is now widely used in the field of radio measurement，but it is inconvenient for daily measurement because of its many indexes，complicated test and large amount of data.This paper introduces the design and application of the automatic verification system for handheld spectrum analyzer based on VB.

【Key words】VB；Handheld spectrum analyzer；Automatic verification system

0 引言

頻譜分析儀主要用于射頻和微波信號(hào)的領(lǐng)域分析，包括測(cè)量信號(hào)的功率、頻率、失真產(chǎn)物等，廣泛應(yīng)用于無線電測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域，屬于無線電測(cè)量儀器中最常見的儀器。隨著科技的日益提高，手持式頻譜儀與臺(tái)式頻譜儀相比以體積小、便攜、成本低、高性能的優(yōu)勢(shì)逐漸成為野外與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試測(cè)量應(yīng)用中不可缺少的工具。在日常計(jì)量工作中，手持式頻譜儀雖然體積小，但在計(jì)量檢定上與臺(tái)式儀器一樣會(huì)出現(xiàn)因自身技術(shù)指標(biāo)多、檢定項(xiàng)目多導(dǎo)致工作量大，檢定效率低的問題。針對(duì)此特設(shè)計(jì)了手持式頻譜儀的自動(dòng)檢定系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)硬件構(gòu)成

手持式頻譜儀自動(dòng)檢定系統(tǒng)是由信號(hào)發(fā)生器、功率計(jì)、計(jì)算機(jī)、GPIB-USB接口卡、GPIB電纜、網(wǎng)線組成。一般手持式頻譜儀都沒有GPIB接口，用LAN口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。其他檢定標(biāo)準(zhǔn)器具用GPIB電纜和GPIB-USB接口卡連接至計(jì)算機(jī)。如圖1所示。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

手持式頻譜儀自動(dòng)檢定系統(tǒng)是基于Visual Basic 6.0為軟件開發(fā)平臺(tái)，以VISA作為軟硬件通信接口標(biāo)準(zhǔn)。Visual Basic 6.0是Microsoft公司推出的一個(gè)可視化、面向?qū)ο笄一谑录?qū)動(dòng)的集成開發(fā)環(huán)境，用戶可以通過使用它高效快捷地創(chuàng)建各種Windows應(yīng)用程序。其繼承了Basic語言簡單易學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，采用了事件驅(qū)動(dòng)的編程機(jī)制，是易學(xué)實(shí)用、功能強(qiáng)大的Windows應(yīng)用程序開發(fā)工具。VISA（Virtual Instrument Software Architecture），即虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)，是VXI Plug&play; 聯(lián)盟制定的I/O接口軟件標(biāo)準(zhǔn)及其規(guī)范的名稱。VISA提供用于儀器編程的標(biāo)準(zhǔn)I/O函數(shù)庫，稱為VISA庫。VISA函數(shù)庫駐留在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，是計(jì)算機(jī)與儀器的標(biāo)準(zhǔn)軟件通信接口，計(jì)算機(jī)通過它來控制儀器。軟件主要包括儀表設(shè)置、執(zhí)行檢定項(xiàng)目、保存檢定數(shù)據(jù)三大功能模塊。如圖2所示。

3 關(guān)鍵技術(shù)問題及解決

3.1 儀器多型號(hào)兼容性問題

本軟件主要針對(duì)自動(dòng)檢定的手持式頻譜儀生產(chǎn)廠家有Agilent公司、41所、安立公司。由于不同廠家的程控指令會(huì)有不同，同廠家不同型號(hào)的程控指令也會(huì)有不同。因此根據(jù)廠家程控手冊(cè)建立指令庫來添加不同型號(hào)儀器的指令。在儀表設(shè)置—型號(hào)選擇中，對(duì)被檢儀器型號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)器具型號(hào)進(jìn)行選擇，根據(jù)選擇調(diào)取相對(duì)應(yīng)的指令庫指令。

3.2 被檢手持式頻譜儀網(wǎng)口通信問題

由于手持式頻譜儀均無GPIB接口，需要利用LAN口進(jìn)行網(wǎng)口通信。不同廠家的手持式頻譜儀網(wǎng)口通信控制方式不同。如：Agilent公司是“TCPIP0：：192.168.5.116：：inst0：：INSTR”，41所的則需要設(shè)置SOCKET端口號(hào)“TCPIP0：：192.168.5.116：：5000：：SOCKET”。因此在儀表設(shè)置—地址設(shè)置中，對(duì)網(wǎng)口通信設(shè)置方式進(jìn)行提示，方便檢定人員能快速對(duì)手持式頻譜儀進(jìn)行控制操作。

3.3 被檢手持式頻譜儀無對(duì)應(yīng)程控指令問題

在查找手持式頻譜儀控制指令時(shí)發(fā)現(xiàn)有的廠家某型號(hào)儀器沒有相對(duì)應(yīng)的指令語句。如：檢定項(xiàng)目中的分辨率帶寬準(zhǔn)確度，手動(dòng)檢定時(shí)可以利用測(cè)量功能里自動(dòng)測(cè)得3dB帶寬，但是41所的AV4023、Agilent公司的N9935A并無相對(duì)應(yīng)的程控指令，自動(dòng)檢定沒辦法直接利用測(cè)量功能測(cè)得3dB帶寬。解決方法：按廠家性能測(cè)試手冊(cè)要求設(shè)置頻率、掃寬、分辨率帶寬，已知手持式頻譜儀的默認(rèn)掃描點(diǎn)數(shù)，利用全屏讀值法來測(cè)3dB帶寬。如：AV4023默認(rèn)掃描點(diǎn)數(shù)為501，利用全屏讀值指令“：TRAC：DATA？”采下501個(gè)數(shù)值，找出最大值，計(jì)算出最大值減各個(gè)值再減3的絕對(duì)值，分別找出第1個(gè)數(shù)到第250個(gè)數(shù)和第251個(gè)數(shù)到第501個(gè)數(shù)的兩個(gè)最小值所在點(diǎn)數(shù)，由頻率步進(jìn)分別算出這兩個(gè)最小值的頻率，兩個(gè)頻率的頻率差即為3dB帶寬值。

3.4 采集數(shù)據(jù)判斷合格問題

手持式頻譜儀檢定項(xiàng)目多，數(shù)據(jù)量大，因此需要自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷。根據(jù)廠家指標(biāo)對(duì)自動(dòng)檢定所采測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷是否在允許誤差范圍內(nèi)，并對(duì)超差數(shù)據(jù)做出標(biāo)記以提示檢定人員。

4 結(jié)束語

本文介紹了基于VB開發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)的手持式頻譜儀自動(dòng)檢定系統(tǒng)。該軟件能兼容多種控制通信方式、多型號(hào)儀器，大大提高了日常檢定工作效率，減少操作人員人為因素影響，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。目前已應(yīng)用與日常計(jì)量檢定工作中，有效提高了計(jì)量站服務(wù)能力。

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