冉劲松

摘 要：随着微波技术的不断发展，具有创新性的微波系统不断出现，在测量技术水平和精确度方面都有了较大提高。其中拥有智能化和自动化性质的微波测量技术成为了一种趋势。由于微波测量技术的重要性，我们进行以高频参数自动化测量为主要发展方向的课题研究，运用微波测量技术，将仪器和系统模块化，设计出能够自动测量微波高频参数的自动化测量系统。本文针对TestStand的高频参数自动化测量系统进行相应的研究，并且汇总成文字，为相关的研究人员提供一定参考。

关键词：TestStand；虚拟仪器；高频参数；测量系统

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.128

1 国内外研究现状

由于一些发达国家技术水平相对领先，早已对自动化测基于TestStand的高频参数自动化测量系统研究基于TestStand的高频参数自动化测量系统研究试系统有所应用，并且在生产的过程中发挥出了重要作用。而我国虽然对于这项技术的应用较晚，但是由于大量的人力和资金投入，自动化测试系统的研究也取得了一定的成果，但是相对于研究，自动化测量系统的实际发展却相对较慢。自动化测试平台在构建中模型一般都是串联的，但是在我国，为了节省成本和便于操作，设备之间都是分离的。并且在理论应用于实际的环节中，技术不够成熟，仪器的开发程度不高。近年来，虽然由于对仪器可靠性和稳定性的重视，使得仪器行业走出低谷，但是有很大的发展上升空间。

2 系统构架与仪器驱动

2.1 TestStand系统构架

TestStand系统被应用于各种自动化模型设计和对测试系统在加载、控制等操作。使用TestStand可以完成对系统的修改、调试和完善工作。

2.2 LabVIEW的优势

LabVIEW，运用的是图形化编辑语言编写程序，产生的程序是框图的形式。作为通用的编程系统，它所拥有的函数库可以支撑任何程序编写任务。

2.3 仪器驱动

运用NI-VISA，为初学者提供了入门级别的易于使用的控制函数集，为高端的设计提供强大的仪器控制功能和对资源的管理方法。

2.4 仪器通信

仪器通信的关键在于母线借口的选择。在研究过程中，所选用的是GPIB系统。这种用于工程控制的协议是目前一种国际标准。这种系统只允许一个控者起作用。具有以下几个特点：

（1）对装置的连接通过一条总线，并且无论多少台装置都可以通过这一条总线连接成功。

（2）运用并行比特和串行字节两种双向异步的传输方式对数据进行传输，传输的速度相对较慢。

（3）总线上运用负8逻辑来传输消息。

（4）单字节的地址中有三十一个讲地址和三十一个听地址；双字节地址中讲地址的数量为九百六十一个，与听地址的数量相同。

（5）主要用在受到电气干扰不强烈的实验室和生产现场。

2.5 系统的软硬件构架

通过对网络分析仪和半导体分析仪，以及模拟信号发生仪运用GPIB进行串接，然后与PC机相连接，通过仪器驱动识别仪器和VISA，找出与各自对应的仪器地址，进行变成。在数据和参数传输过程中，保证自动化测试的基础。

3 仪器的GUI设计和整合

3.1 设计

结合仪器的自身硬件地址或者认为进行设定，通过一系列系统，在具体仪器要求中，设置不同的传输、中断和等待模式。

3.2 GUI实际使用的网络分析仪

运用E8363C矢量网络分析仪。这种分析仪的测量范围较大，并且拥有合理的冬天范围。拥有可以测量晶圆、波导和天线等物质的能力。

3.3 模拟信号发生器的选择

选用N5181A模拟信号发生器，这种发生器频率较快，幅度切换能力较强，与其它模拟信号发生器相比，可靠性高，便于自我维护。信号源作为测试环节中的基础因素，需要具备较强的性能。在选择基准信号时，既可以通过内部产生的方式选择，也可以通过外部激励的方式。内部产生方式可以选用标准的正弦波或者白噪声。

3.4 生成动态链接库

在一起的子VI完成后，我们要对其它程序进行调用，这样有助于整个系统的运行、调试。

4 仪器一体化GUI设计和系统的搭建

4.1 结构选择

在上述的环节中，完成了子VI的编写工作。为了使各种仪器共同工作在一个平台上，我们将GUI选择事件结构加入到循环结构里。如果一直在一台仪器上通信，可能会损害仪器，并且运行不稳，出现错报、误报情况，所以盡量避免采用选择结构。

4.2 仪器一体化GUI设计

通过将VI放到事件结构中，建立相应按键，设置合理的按键值作为触发方式。

4.3 TestStand测试序列设计

将TestStand应用于程序编程接口，并且为测试序列中加入编写好的VI。初始设置和最后需要关闭的程序防止到测试序列之中。整个系统实现自动化和智能化，一切可以依靠变成好的系统进行控制和保证运转。保证在每一个测试步骤或者循环完成后，都要对系统中的变量进行重新设置，避免与下一个测试环节发生冲突。

5 结束语

在这个研究中，通过结合矢量网络分析仪PNX、半导体分析仪B1500A以及模拟信号发生器N5171A，严格依照各个具体的流程的操作要求，设计出研究的对象—基于TestStand的高频参数自动化测量系统和仪器一体化控制GUI，在微波技术不断发展并且运用的当代，这些研究不仅有助于技术的进步，更对社会中的生产起到积极的促进作用。此次研究取得了一定的实际效果，可以为TestStand的高频参数自动化研究提供一定的参考。在未来微波测量技术必将成为主流测量技术的背景下，相关的研究人员要不断对于相应的技术进行深入的研究，不断对现有技术进行完善和创新，为今后的社会生产更新出越来越多的高效技术，保障国家长久稳定的发展势头。