某型設(shè)備控制裝置的主體是控制箱，該控制箱主要由電源模塊、CPU電路板和角偏差處理電路板組成,，其中角偏差電路是測試該型設(shè)備控制裝置性能的主要被測電路,。由于一直沒有該型設(shè)備的單板電路檢測手段，工廠的測試設(shè)備也是多塊板配合特定測量儀器進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試,，限制了用戶的使用,，給該類型設(shè)備的維修保障工作帶來不便。
　本文基于通用檢測平臺研究該型設(shè)備控制裝置單板的測試方法,，針對被測對象的測試原理進(jìn)行仿真運行,，在仿真結(jié)果被評價可行的基礎(chǔ)上進(jìn)行測試過程的全面開發(fā)，提高了測試的可靠性,，對該型設(shè)備的維修保障具有重要意義,。
1 通用檢測平臺概述
　通用檢測平臺是針對通用電子系統(tǒng)，按照通用化,、模塊化,、標(biāo)準(zhǔn)化的體系結(jié)構(gòu)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的檢測平臺，其功能部件采用廣泛的標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議,，從而可以在不同的系統(tǒng)中使用,，可以與其他系統(tǒng)中部件互操作，其接口也符合廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn),、規(guī)范或協(xié)議,，或具有明確的定義，從而通過插入新的功能部件,，即可擴(kuò)展和提高系統(tǒng)的性能[1-2]。
　通用檢測平臺硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示,，包括主控計算機(jī),、電源子系統(tǒng)、高頻子系統(tǒng),、開關(guān)子系統(tǒng),、模擬子系統(tǒng)、數(shù)字子系統(tǒng)及測試接口,。

　通用檢測平臺使用Windows系列操作系統(tǒng),選擇LabWindows/CVI作為主控程序和測試程序開發(fā)工具,，為了減少不同部分開發(fā)工作的嵌套，測試系統(tǒng)開發(fā)采用分層結(jié)構(gòu),，分為測試需求層,、測試程序?qū)印①Y源管理層,、軟件接口層,、儀器控制層和硬件層。該軟件平臺體系結(jié)構(gòu)功能層次劃分借鑒了IVI-MSS和面向信號的ATS軟件結(jié)構(gòu)，并參照了ABBET分層模型,，對儀器的控制進(jìn)行了逐層抽象,。整個測試程序的執(zhí)行過程如圖2所示[6]。

2 某型設(shè)備控制裝置角偏差電路工作原理
    設(shè)備角偏差電路由4塊電路板構(gòu)成（編號A1～A4）,，電路的工作原理如圖3所示,。其中，帶通濾波器和放大整形電路分大,、小視場兩個通道,，這兩個通道的電路組成完全一樣。該電路輸出的信號經(jīng)鑒頻后輸出頻率一定的角偏差信號,，經(jīng)信號倒相以后,，分別輸出俯仰ε和偏航β兩路信號，這兩個通道的電路組成也完全相同,，該誤差信號與相應(yīng)的基準(zhǔn)信號通過相敏整流電路由極坐標(biāo)信號變換為直角坐標(biāo)信號,，對應(yīng)俯仰、偏航的偏差量,，送入CPU板進(jìn)行信號采集,，以形成相應(yīng)的控制指令，控制設(shè)備的運行,。調(diào)零電路用于對信號靜態(tài)誤差的補償,。

3 測試仿真與分析
    基于通用檢測平臺對該型設(shè)備控制裝置的單板進(jìn)行檢測需要使用平臺的各種資源，該型設(shè)備的維修需要修理該系統(tǒng)中的電路板,，因此需要對各個單板進(jìn)行分別測試,，本文以A1板為例，重點對A1板進(jìn)行虛擬仿真,，通過仿真軟件MultiSim中的虛擬信號源和測試儀器模擬測試過程,，為通用檢測平臺中資源的合理使用提供支持。
3.1測試仿真的原則[3-4]
　測試仿真的目的是對電路的功能進(jìn)行全面的信號分析,。仿真需要遵循以下原則：(1)仿真采用的激勵與測量功能應(yīng)與通用檢測平臺中的儀器功能相適應(yīng),，比如仿真時不可以采用平臺資源中沒有的矢量分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀等,；(2)對電路的特性進(jìn)行仿真分析,，探討使用平臺資源測量的方法，比如對濾波器的仿真可以分析其帶寬特性,，進(jìn)而分析采用在不同激勵頻率下測量的過程與方法,；(3)單獨測量某塊電路板是否正常，需要為該電路板提供恰當(dāng)?shù)募?，激勵的設(shè)計一般是單板測試的難點,，由于通用檢測平臺中能夠提供的激勵路數(shù)較少，因此需要對電路板進(jìn)行全面分析，以使激勵資源滿足要求,。
3.2 A1板測試仿真與分析
    A1板的主要功能是對送入設(shè)備的調(diào)制信號進(jìn)行濾波,、整形和大小視場的轉(zhuǎn)換，主要的功能電路為窄帶濾波電路,、帶通濾波電路,、放大整形電路和視場轉(zhuǎn)換電路四部分。由于大,、小視場信號處理電路相同,，因此本測試仿真只針對其中大視場電路進(jìn)行，重點仿真分析帶通濾波電路,、放大電路和整形電路,。
3.2.1 帶通濾波器測試仿真
    (1)工作原理分析
　假設(shè)送來的包含設(shè)備角偏差信息的調(diào)頻信號頻率變化范圍為1 200～3 000 Hz(仿真時設(shè)定)。但是由于存在背景干擾以及電子元器件的熱噪聲干擾,輸入的調(diào)頻信號的頻帶寬并不是1 200～3 000 Hz,其中還有低于1 200 Hz和高于3 000 Hz的無用信號,，帶通濾波器的功能就是除去這些無用信號,，以提高信噪比，從而保證控制箱正常工作,。
　帶通濾波器由有源低通濾波器和有源高通濾波器組合而成,，考慮到探測器中所用的硫化鉛元件的高頻響應(yīng)較差，所以帶通濾波器的上限頻率假定為4 000 Hz,，使有用信號的高頻部分不衰減,。
　(2)帶寬仿真
　通過分析帶通濾波器的電路原理，對整體帶通電路進(jìn)行了仿真,，仿真電路如圖4所示,。其濾波特性如圖5所示。通過圖中光標(biāo)指示,，頻率在1 200 Hz~4 000 Hz范圍的信號可以通過,，在這個范圍外的信號被濾掉。

   (3)測試方法分析
　根據(jù)仿真結(jié)論,，分別對濾波器的帶寬、帶阻,、增益進(jìn)行檢測,。


得到其增益為1.54倍，所以如果測試時從“大場入”（“小場入”）插口輸入幅度為1 V,、頻率為1 800 Hz的正弦波,，通過示波器測量其輸出端電壓應(yīng)為1.54 V。
3.2.2 放大整形電路測試仿真
　(1)工作原理分析
　由于硫化鉛元件頻率響應(yīng)特性等因素的影響,，調(diào)頻信號不僅頻率在變化,，而且幅度也在變化，信號幅度的變化不攜帶設(shè)備的偏差信息，鑒頻器要求輸入的調(diào)頻信號是等幅的,，因而在帶通濾波器后邊加一放大整形電路(放大限幅器),，使輸入到鑒頻器的調(diào)頻信號只有頻率的變化而沒有幅度的變化。
　主放大器的功能是放大帶通濾波器輸出的信號幅度,，使之滿足整形電路對輸入信號幅度的要求,。如圖6所示，主放大器是由U2,、D1,、D2、D3,、D4,、R18～R26、C12以及C14組成的限幅放大器,，限幅的目的是為了避免因幅度變化引起的相位寄生調(diào)制,。

　整形電路的作用是使送到鑒頻器的信號只有頻率變化而沒有幅度變化。由于信號的傳輸方式是調(diào)頻制,，其幅度不含信息,，所以在主放大器后面加一整形電路。 整形電路由圖6的右半部分組成,，它實際上是一個分級限幅器,。
　(2)測試仿真分析
　測試仿真分析主要通過在帶通濾波器的前端加入正弦波信號，測量放大電路的輸出和整形電路的輸出,，通過測量其幅度的變化,、波形的變化判定電路功能是否正常。仿真時,在帶通濾波器前端通過信號源輸入1 800 Hz的方波信號,，用四通道示波器A通道記錄其波形,；測量帶通濾波器的輸出應(yīng)是近似正弦波信號，用四通道示波器B通道記錄其波形,；測量放大電路的輸出信號,，用四通道示波器C通道記錄其波形；測量整形電路的信號,，用四通道示波器D通道記錄其波形,，根據(jù)示波器各通道信號的幅值調(diào)整測量量程，以使示波器顯示清晰的波形,，仿真結(jié)果如圖7所示,。

　(3)測試方法分析
    首先檢驗大小視場主放大器電壓增益。從“大場入”(“小場入”)插口輸入1 800 Hz正弦波信號,，為主放大器輸入信號,用示波器A通道測得該信號的電壓值20 mV,；用示波器C通道測放大器輸出的電壓值,，由于濾波器的增益為1.5，所以測得放大器輸出應(yīng)為3 V±0.3 V,，輸出電壓值與輸入電壓值之比即為電壓增益,應(yīng)為100±10,。其次檢驗大小視場整形電路輸出方波的占空比。仿真時,，當(dāng)輸入1 800 Hz信號為20 mV時,，占空比為1:1，正半周寬度與負(fù)半周寬度之差小于10 ?滋s,，如達(dá)不到要求可調(diào)整電阻R36,，R36用于控制整形比較器的比較電壓。
4 模擬調(diào)頻信號的產(chǎn)生
    由以上分析可知,，A1板的主要功能是對送入的調(diào)頻方波信號進(jìn)行濾波,、放大和整形,為了驗證A1板主要功能電路的效果，需要由通用檢測平臺提供模擬的調(diào)頻方波信號,，但是平臺封裝的激勵測試功能函數(shù)并非總能滿足被測對象的所有測試,，調(diào)頻方波信號既不是一般的調(diào)頻波，也無法用波形編輯器畫出來,，必須根據(jù)一定的算法產(chǎn)生波形數(shù)據(jù),，驅(qū)動信號源根據(jù)該數(shù)組中的數(shù)據(jù)產(chǎn)生波形，而平臺提供的功能函數(shù)中沒有考慮采用波形數(shù)組產(chǎn)生波形的情況,，為此,，軟件開發(fā)過程中需要針對上述特殊的激勵信號進(jìn)行底層編程，調(diào)頻方波信號產(chǎn)生的相關(guān)流程如圖8所示[5],。

5 測試運行
    當(dāng)測試程序編寫完成后進(jìn)行聯(lián)調(diào),，通過在大小視場施加調(diào)頻方波,測試A1的濾波、放大和整形電路的輸出,，“大視場測試”的測試結(jié)果如圖9所示,。圖中送入的調(diào)頻方波信號在左上角示波器中顯示，濾波信號在右上角示波器顯示,，放大的信號在左下角示波器顯示,，整形信號在右下角示波器顯示。由于輸入的是仿真調(diào)制盤信號的調(diào)頻方波,在濾波器的輸出端測得的信號略有失真,，經(jīng)過整形之后的信號滿足要求,。實測結(jié)果基本和仿真結(jié)果一致，證明針對A1板的測試方法可行,。

    本文在充分了解通用檢測平臺結(jié)構(gòu)及軟件運行機(jī)制的前提下，對被測對象的工作原理進(jìn)行了深入的分析,，采用先進(jìn)的電路仿真軟件對某型設(shè)備控制裝置的電路板進(jìn)行了原理仿真,、測試仿真,，確定了電路板的測試思路、測試方法,。提出了基于通用檢測平臺的特殊激勵信號產(chǎn)生方法,。最后對電路板進(jìn)行了實際的測試驗證，證明了測試方法的有效性與合理性,。
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