一种小型化无线控制测试设备的制作方法

本发明涉及一种小型化无线控制测试设备。

背景技术：

飞行器上无线控制产品的专用测试设备，一般主要用来模拟制导雷达输出的指令信号和询问信号，并对产品输出的应答信号参数进行测试。

但现有技术中的无线控制测试设备具有如下缺陷：

1、硬件设计复杂，体积庞大：传统的测试设备由应答信号测试组合、信号源组合、编码器组合和配电盘组合组成，所有组合安装在一个机柜中，组合之间采用外部电缆相连，体积庞大，每个组合都有自己独立的供电和硬件系统，硬件设计复杂，资源利用率低；

2、数字化程度低，通用性差：传统的测试设备大都采用模拟或数字电路设计，限于当时数字信号处理芯片的处理能力，数字化程度较低，芯片处理运算资源有限，而且传统的测试设备都是针对具体型号的产品进行设计，与其它型号不兼容，通用性差；

3、维修性、计量性差：传统的测试设备由于组合较多，组合之间关联性较强，出现故障需要维修时会耗时费力，维修性差，外部连接电缆数量多，一旦某根电缆接触不良，所有数据均需重新计量，计量性差；

4、软件复杂，数量多，版本多，测试性差：传统的测试设备每个组合都有自己的软件，软件数量多，各组合软件之间通过外部连接电缆进行数据传输，不但需要考虑信号同步及完整性问题，还要考虑跨时钟域等诸多问题，软件复杂，在单元测试、综合测试和其它测试状态中由于测试项目的数量及指标要求不同，因此需要编制不同的测试软件，软件版本多，测试性差。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种小型化无线控制测试设备，该小型化无线控制测试设备通过软硬件及结构上的优化设计，实现了小型化、轻量化、高性能、模块化；采用高性能数字处理芯片以及子母板设计，提高了测试设备的可扩展能力，通用性较强。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种小型化无线控制测试设备，包括母板和子板；所述子板为两块，均由FPGA、PROM、EEPROM和电源芯片组成，FPGA分别连接PROM、EEPROM和电源芯片；所述母板上设置有两个FPGA接口分别为FPGA1接口和FPGA2接口，两个FPGA接口分别连接两块子板；在母板上，FPGA1接口连接有信号模拟模块和数据采集模块，用于信号模拟、数据采集与测试，FPGA2接口连接微波信号源、环形器、固定衰减器、功分器、混频器、A/D转换器依次连接构成的环路，主要用于控制微波信号源以模拟制导雷达输出的指令信号和询问信号，并对产品输出的应答信号进行数据采集、测试与传送；所述母板通过RS-422接口连接至电脑。

所述功分器还分接有检波器，检波器通过一个A/D转换器接入至FPGA2。

所述微波信号源还接入至混频器。

所述两个FPGA接口之间通过RS-232连接。

所述FPGA接口均为80芯连接器。

所述子板上，EEPROM通过I2C总线与FPGA通信，用来存储和调用计量数据。

本发明的有益效果在于：通过软硬件及结构上的优化设计，实现了小型化、轻量化、高性能、模块化；采用高性能数字处理芯片以及子母板设计，提高了测试设备的可扩展能力，通用性较强。

附图说明

图1是本发明的母板连接示意图；

图2是本发明的子板连接示意图。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1、图2所示的一种小型化无线控制测试设备，包括母板和子板；所述子板为两块，均由FPGA、PROM、EEPROM和电源芯片组成，FPGA分别连接PROM、EEPROM和电源芯片；所述母板上设置有两个FPGA接口分别为FPGA1接口和FPGA2接口，两个FPGA接口分别连接两块子板；在母板上，FPGA1接口连接有信号模拟模块和数据采集模块，用于信号模拟、数据采集与测试，FPGA2接口连接微波信号源、环形器、固定衰减器、功分器、混频器、A/D转换器依次连接构成的环路，主要用于控制微波信号源以模拟制导雷达输出的指令信号和询问信号，并对产品输出的应答信号进行数据采集、测试与传送；所述母板通过RS-422接口连接至电脑。

所述功分器还分接有检波器，检波器通过一个A/D转换器接入至FPGA2。

所述微波信号源还接入至混频器。

所述两个FPGA接口之间通过RS-232连接。

所述FPGA接口均为80芯连接器。

所述子板上，EEPROM通过I2C总线与FPGA通信，用来存储和调用计量数据。

为了满足产品的测试需求，采用了基于高性能双FPGA的设计思路，FPGA2主要用于控制微波信号源以模拟制导雷达输出的指令信号和询问信号，并对产品输出的应答信号进行数据采集、测试与传送；FPGA1用于信号模拟、数据采集与测试，接收FPGA2发送的数据并上传至电脑。电脑进行测试数据的实时接收、显示及存储。

工作时，操作者通过电脑人机交互界面可控制全部测试过程。电脑通过RS-422串口向FPGA1发送命令，FPGA1根据接收的命令采取相应的操作并通过RS-232串口转发命令至FPGA2；当测量应答信号参数时，FPGA2采集数据，FPGA1传输数据；当测量产品低频参数时，FPGA1采集并传输数据，电脑接收所有测量数据并显示测量结果。

母板按功能要求进行模块化设计，子板由FPGA、PROM、EEPROM和电源芯片组成，母板通过两个80芯连接器给子板供电和IO传输。电源芯片经二次电源变换后供子板电路使用，EEPROM通过I²C总线与FPGA通信，可用来存储和调用计量数据。在本设计中由一块硬件电路板作为母板，配置两块相同的子板即可组成测试设备，而且在设计中主要的功能均可通过对子板编写不同的软件来完成。由于选用了资源丰富的FPGA芯片，可以提供较多的剩余资源满足后续功能的扩展。FPGA软件对信号实时采集和数据处理，并将所有测试结果上传给主控软件显示出来。不同测试状态可采用一个通信协议，根据需求对数据进行取舍。增加了应答信号波形的实时绘图显示，可以将波形参数的结果直观反馈给操作者。因此，本发明在硬件、软件上的通用性和可扩展能力很强。

由此，本发明：

1、将目前各组合的硬件电路全部集成在一块母板上，再由两块子板通过连接器插在母板上以实现数据处理和逻辑控制；

2、将各组合的独立供电方式改为集中供电方式，组合间的外部连接电缆在母板上用印制走线来代替；

3、软件包含一个主控软件和两个FPGA软件，三个软件之间的数据通信内容采用同一个通信协议；

4、将计量数据存储在EEPROM芯片中，计量方便、快捷，可反复修改计量参数值而无需更改FPGA软件，软件兼容性好；

5、通过软件加密、烧录加密实现软件的不可破译性；

6、采用高低频混装方式，并采用全密封结构设计，不但体积小、质量轻，而且EMI效果好；

7、在硬件和软件设计中充分考虑通用性设计以及后续功能扩展。