一种星载设备的测试系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及空间卫星地面测试领域、并行测试领域，特别涉及一种星载设备的测试系统和测试方法。
【背景技术】
[0002]卫星的星载电子系统具有测试接口类型多、节点众多、测试项目情况复杂等特点，使得对接口节点进行测量都是采用手动人工完成。测试项目包括电压测试、电阻测试、数字波形测试等，每项测试前都要针对测试项目选择量程精度等条件合适的设备，再进行测试。这样使得使用的测试设备较多、测试过程时间长而且人工容易出现错误，而且只能单个节点的方式逐一进行测试。
[0003]虽然现在也有一些通用的开关矩阵设备能过实现并行测试功能，但是，卫星星载电子系统的测试端口的多样性、测试种类繁多、参数测试项目的复杂情况，使得需要特定的开关矩阵产品才能够适应自动测试系统。
[0004]因此，目前需要提供一种系统，其能根据星载并行测试任务的实际需要，分析接口测试要求以及接口链接关系类型，开关矩阵的最优化设计，根据各种测量类型及其测量范围设计开关矩阵内部结构，实现星载电子系统的并行自动测试任务。要实现上面的系统，面临下面的问题:
[0005]1.解决开关矩阵的输入接口与星载电子系统被测端口的匹配配置;输出接口与测量模块的匹配连接。
[0006]2.解决测试节点根据测试内容可配置的开关矩阵程控接点开关的选择方法。
[0007]3.通过研究并行开关系统建模与资源优化技术，解决测试项目和测试设备间的资源优化设置。
【发明内容】
[0008]本项发明是在研究卫星载电子系统并行自动化测试方法、接点可配置的程控接点开关选择方法、并行开关系统建模与资源优化技术、接点开关状态与测量模块的同步机制等技术基础上得到。同时研制接口并行自动化测试系统，验证并行自动化测试理论和方法。
[0009]具体地，本发明提供一种星载设备的测试系统，包括:星载设备、开关矩阵、及测量端，其特征在于:开关矩阵为由N路输入和M路输出组成全接点开关矩阵，具有N个输入端和M个输出端，星载设备上设有与开关矩阵的每一路输入端连接的多个端口，在开关矩阵的每一个回路上有两个继电器开关G、F，继电器G控制输入通路的接通和断开，继电器F控制输出通路的接通和断开，开关矩阵的M个输出分别连接一路共地信号端及M-1路输出端接示波器测量信号，且该M-1路输出的后面接第二级开关，对进行测量的类型进行，这样M-1个通路可以同时并行进行信号检测工作。
[0010]根据权利要求1所述的星载设备的测试系统，其中，该M-1个通路每一路的输出端后连接有接示波器端、电压测量端、电阻测量端，并具有对应的3个选通开关。
[0011]进一步地，其中，开关矩阵中继电器的数量S = NXM+(M-1)*3
[0012]其中:S—一继电器个数；
[0013]N 输入端通路个数；
[0014]M——输出端通路个数；
[0015]进一步地，其中，继电器G、F也设置在开关矩阵中，此时，开关矩阵中继电器的数量S = NX(M+2) + (M-l)*3
[0016]其中:S——继电器个数；
[0017]N一一输入端通路个数；
[0018]M——输出端通路个数；
[0019]进一步地，其中，M= 5，并由一台示波器的4路通道同时进行信号监测。
[0020]进一步地，其中，
[0021]进行单向信号运行的路径，闭合的开关必然包括:输入端G或F中的一个，A?E中的一个，二级输出端中的一个，总共3个开关闭合，需要形成一个测试回路只需要实现6个开关闭合，即可实现测量。
[0022]进一步地，其中，当X路(X选自I".Ν中的一个)输入端与第Y路(Y选自1-.Ν中的一个)的输出端需要测量电压，第X路接正端，第Y路接负端的测试，开关矩阵的开关工作情况是:开关GX闭合，FX断开;FY闭合，GY断开;AX、BY闭合，其他断开;测量端A总线上接电压测量端(+ )，Β总线上接电压测量端(-)。
[0023]进一步地，其中，通过硬件控制实现采用同一路的输出端口线路上的开关，只有一个可以选通，即M通路上，每个通路只有一个开关闭合。
[0024]本发明还提供一种星载设备的测试方法，包括:星载设备、开关矩阵、及测量端，其特征在于:开关矩阵为由N路输入和M路输出组成全接点开关矩阵，具有N个输入端和M个输出端，星载设备上设有与开关矩阵的每一路输入端连接的多个端口，在开关矩阵的每一个回路上有两个继电器开关G、F，继电器G控制输入通路的接通和断开，继电器F控制输出通路的接通和断开，开关矩阵的M个输出分别连接一路共地信号端及M-1路输出端接示波器测量信号，且该M-1路输出的后面接第二级开关，对进行测量的类型进行，这样M-1个通路可以同时并行进行信号检测工作。
[0025]进一步地，其中，在系统开始进行测试时，系统执行实施监测步骤，一旦出现同一个测试设备同时被两个或两个以上的测试项目所使用或者同一个节点同时进行两个以上的测试时，则自动进行中断操作。
【附图说明】
[0026]图1星载测试设备的示意图。
[0027]图2是开关矩阵的连接示意图。
[0028]图中:GI…GN-输入通路继电器;FI…FN-输出通路继电器。
【具体实施方式】
[0029]在卫星的测试过程中，对于星载电子系统的测试包括对各种连接关系的电阻量值的测量、电压量值的测量、数字波形信号的测量。利用并行测试技术完成同时测试多个星载电子系统，其核心是可以同时对多个被测对象进行测试。
[0030]并行测试主要是通过在不同被测对象间切换，以实现并行测试。被测对象按照双重分组的方式组成被测对象组，各个被测对象组的测试过程都是独立并行的，一个被测对象组的测试并不要等到另一个被测对象组的测试完毕后方能进行，但每个被测对象组内部测试的过程还是按顺序测试的。为完成这样的要求开发了一种高效开关矩阵，通道间隔离，任意两路测试实现完全独立并行执行，而且在实际要求的测试过程中，测试切换过程中开关的切换个数最少。
[0031]下面结合【附图说明】本发明的【具体实施方式】，参见图1、图2，星载测试设备包括，星载设备1、开关矩阵2、及测量端3，开关矩阵2具有N个输入端和M个输出端(图中以5为示例)，星载设备I上设有与开关矩阵的每一路输入端连接的多个端口。在开关矩阵的每一个回路上有两个继电器开关G、F，继电器G控制输入通路的接通和断开，继电器F控制选择输出通路的接通和断开，用于测试时选择测试回路。开关矩阵的M个输出端中有一路是共地信号端，其余输出端接示波器测量信号。在满足最小测量环境下，测试系统应能够同时接进4路的示波器测量信号。此时，由于示波器的4路信号接口实际上是4路信号线，I路共地信号线，因此，最小测量输出为5路信号(S卩M=5)，也就是要实现在N路中任意选择5路用于测量和外部接口引出。因此，该方案针对验证系统能够实现一台示波器的4路通道同时进行信号监测，而设计的N路输入、5路输出的开关矩阵，开关矩阵要能够将各个通道回路实现独立测量。
[0032]在本发明的一个方案中，根据对系统的电缆连接的接口要求，N等于100，在最小测量输出为5路信号的情况下，开关矩阵为由100路输入和5路输出组成全接点开关矩阵，而5路输出的前4路后面接第二级开关，使得开关进行测量类型的选择切换。
[0033]可见，本发明中5路测量输出端是完全相互独立的，每个回路通道都能够实现电阻测量、电压测量和波形测量。
[0034]参见图2，开关矩阵内部节点图中表现的是N个输入端，由A到E的5个输出端(SPM=5，此处仅是示例，输出端的数量可以大于5)组成的全接点继电器阵列。每个输入输出线路交叉位置处的接点表示的是一个继电器开关，此外，每个测试回路和每个测试模块都要有一个继电器开关能够进行选通设置，A端后接示波器(I)端、电压测量端( + )、电阻测量端(+ )的选通开关;B端后接示波器(2)端、电压测量端(-)、电阻测量端(-)的选通开关;C端后接示波器(3)端、电压测量端( + )、电阻测量端(+ )的选通开关;D端后接示波器(4)端、电压测量端(_)、电阻测量端(_)的选通开关;E端后接示波器(GND)端。因此，为了能够实现并行独立测量，开关矩阵使用的继电器数量的计算公式为:
[0035]S = NX 3+12
[0036]其中:S—一继