用于频谱分析仪的校准和PV方法及生产系统与流程

用于频谱分析仪的校准和pv方法及生产系统
技术领域
1.本发明涉及频谱分析仪技术领域，具体涉及一种用于频谱分析仪的校准和pv方法及生产系统。


背景技术：

2.现代社会，无线通信已经与人们的生活息息相关，各种射频产品层出不穷。然后不论是开发产品还是探测信号，频谱分析仪作为频域分析的利器都变得越来越不可或缺。
3.频谱分析仪是研究电信号频谱信息的仪器，用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量，还可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数，是一种多用途的电子测量仪器。
4.目前，频谱分析仪在生产过程中以射频频响的校准和pv（product verify）耗时最长，并且一条成熟的频谱分析仪生产线需要应对不同的生产订单和不同带宽的产品，甚至需要同时生产多个产品型号的频谱分析仪。现有频谱分析仪的生产线往往包括多个工装（生产系统），并且每个工装只能针对一个产品型号的频谱分析仪，并且功能单一，只能单独进行校准或者pv，属于定制化需求，随着生产线支持产品型号的增多，其维护成本和布置成本均严重增加，且对生产线工人技术水平要求较高，不适于扩产增产。


技术实现要素：

5.本发明主要解决的技术问题是提供一种用于频谱分析仪的校准和pv方法及生产系统，能够适用于不同产品型号和不同功能需求的频谱分析仪生产，以提升生成效率。
6.根据第一方面，一种实施例中提供一种用于频谱分析仪的校准和pv方法，所述方法用于对频谱分析仪进行校准和pv的生产系统，所述生产系统包括上位机、信号源、功分器和功率检测装置，所述信号源与功分器的输入端连接，所述功分器的输出端分别与功率检测装置和接入生产系统的频谱分析仪连接，所述信号源用于输出至少一个预设频点的信号至功率检测装置和接入生产系统的频谱分析仪，所述方法包括：获取预先保存的功能定义文件和参数定义文件，其中功能定义文件用于定义生产系统当前的工作模式，所述工作模式包括：校准模式、pv模式和自动识别模式；参数定义文件用于定义生产系统在当前的工作模式下所需配置的参数；根据所述功能定义文件判断所述生产系统当前的工作模式；若为校准模式，在检测到频谱分析仪接入时，控制所述生产系统进入校准流程, 并控制所述频谱分析仪进入校准模式，并根据所述参数定义文件生成校准数据配置文件，将所述校准数据配置文件发送至频谱分析仪，以更新所述频谱分析仪中的校准数据配置文件，在当前生产系统的校准完成后，生成校准日志文件和校准数据文件，将所述校准日志文件和校准数据文件保存至频谱分析仪；其中，所述校准数据配置文件用于定义频谱分析仪的校准参数，所述校准参数至少包括校准频段和校准步进；所述校准数据文件用于保存频谱分析仪各个频点的校准数据，所述校准数据包括各个频点对应的频响误差；所述校准日
志文件用于保存频谱分析仪每一次校准时的生产日志，校准时的生产日志至少包括：生产日期、气温、生产系统编号、产品温度、校准频段、是否发生异常和异常细节数据；若为pv模式，在检测到频谱分析仪接入时，控制所述生产系统进入pv流程，并控制所述频谱分析仪退出校准模式，在当前生产系统的pv完成后，生成pv日志文件和pv结果，将所述pv日志文件保存至频谱分析仪中并输出所述pv结果；其中，所述pv参数包括pv频段、pv步进和误差门限；所述pv日志文件用于保存每一次pv时的生产数据，所述pv时的生产数据至少包括：生产日期、气温、生产系统编号、产品温度、pv频段、是否发生异常和异常细节数据；若为自动识别模式，在检测到频谱分析仪接入时，获取接入的频谱分析仪中的校准数据文件、校准日志文件和pv日志文件；根据所述校准数据文件、校准日志文件和pv日志文件，判断接入的频谱分析仪是否需要校准或者pv，若判断需要校准，则控制所述生产系统进入校准流程，若判断需要pv，则控制所述生产系统进入pv流程。
7.根据第二方面，一种实施例中提供一种用于频谱分析仪校准和pv的生产系统，包括：信号源，用于输出至少一个预设频点的信号至功率检测装置和接入生产系统的频谱分析仪；功分器，用于将信号源输出的信号分为两路信号，将两路信号中的一路信号输出至功率检测装置，将两路信号中的另一路信号输出至接入生产系统的频谱分析仪；其中，两路信号具有相同的电学参数；功率检测装置；上位机，用于获取预先保存的功能定义文件和参数定义文件，其中功能定义文件用于定义生产系统当前的工作模式，所述工作模式包括：校准模式、pv模式和自动识别模式；参数定义文件用于定义生产系统在当前的工作模式下所需配置的参数；所述上位机根据所述功能定义文件判断所述生产系统当前的工作模式；若为校准模式，在检测到频谱分析仪接入时，所述上位机控制所述生产系统进入校准流程, 并控制所述频谱分析仪进入校准模式，并根据所述参数定义文件生成校准数据配置文件，将所述校准数据配置文件发送至频谱分析仪，以更新所述频谱分析仪中的校准数据配置文件，在当前生产系统的校准完成后，生成校准日志文件和校准数据文件，将所述校准日志文件和校准数据文件保存至频谱分析仪；其中，所述校准数据配置文件用于定义频谱分析仪的校准参数，所述校准参数至少包括校准频段和校准步进；所述校准数据文件用于保存频谱分析仪各个频点的校准数据，所述校准数据包括各个频点对应的频响误差；所述校准日志文件用于保存频谱分析仪每一次校准时的生产日志，校准时的生产日志至少包括：生产日期、气温、生产系统编号、产品温度、校准频段、是否发生异常和异常细节数据；若为pv模式，在检测到频谱分析仪接入时，所述上位机控制所述生产系统进入pv流程，并控制所述频谱分析仪退出校准模式，在当前生产系统的pv完成后，生成pv日志文件和pv结果，将所述pv日志文件保存至频谱分析仪中并输出所述pv结果；其中，所述pv参数包括pv频段、pv步进和误差门限；所述pv日志文件用于保存每一次pv时的生产数据，所述pv时的生产数据至少包括：生产日期、气温、生产系统编号、产品温度、pv频段、是否发生异常和异常细节数据；
若为自动识别模式，在检测到频谱分析仪接入时，所述上位机获取接入的频谱分析仪中校准数据文件、校准日志文件和pv日志文件；所述上位机根据所述校准数据文件、校准日志文件和pv日志文件，判断接入的频谱分析仪是否需要校准或者pv，若判断需要校准，则控制所述生产系统进入校准流程，若判断需要pv，则控制所述生产系统进入pv流程。
8.根据第三方面，一种实施例中提供一种计算机可读存储介质，所述介质上存储有程序，所述程序能够被处理器执行以实现如上述实施例所述的方法。
9.依据上述实施例的用于频谱分析仪校准和pv的生产系统，上位机在检测到频谱分析仪接入时，获取预先保存的功能定义文件和参数定义文件，根据功能定义文件判断生产系统当前的工作模式，若为校准模式，上位机控制生产系统进入校准流程，若为pv模式，上位机控制生产系统进入pv流程，若为自动识别模式，上位机获取接入的频谱分析仪中的校准数据文件、校准日志文件和pv日志文件，上位机根据上述文件，自动识别接入的频谱分析仪需进行校准或者pv，使得生产系统能够实现适用于不同功能需求的频谱分析仪。此外，上位机中保存的参数定义文件定义了生产系统在当前的工作模式下所需配置的参数，参数定义文件能够根据不同产品型号和不同功能需求的频谱分析仪所需配置参数进行调整，以使生产系统能够适用于不同产品型号的频谱分析仪生产。综上，本发明通过修改配置文件，对生产线的各个生产系统进行灵活配置，可满足并行的、复杂的生产需求。
附图说明
10.图1为用于频谱分析仪校准和pv的生产系统；图2为一种实施例的用于频谱分析仪的校准和pv方法流程图；图3为一种实施例的生产系统校准流程的流程图；图4为一种实施例的生产系统pv流程的流程图。
具体实施方式
11.下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
12.另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
13.本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。
14.请参考图1，图1为用于频谱分析仪校准和pv的生产系统，以下简称生产系统，该生
产系统包括：上位机10、频谱分析仪20、信号源30、功分器40和功率检测装置50。
15.其中，上位机10与频谱分析仪20、信号源30和功率检测装置50均信号通信连接，信号源30的输出端与功分器40的输入端通过信号线电连接，功分器40的第一输出端与频谱分析仪20通过信号线电连接，功分器40的第二输出端与功率检测装置50通过信号线电连接。需要说明的是，上述生产系统中的频谱分析仪为待校准的频谱分析仪。
16.一般在自动化生产过程中最耗时的是频响的校准和pv，其中，频谱分析仪的频响校准，用于在频率分析仪的整个频率范围（带宽）内对固定电平信号的幅值进行校准。上位机需先通过远程控制命令对信号源、功率检测装置和频谱分析仪进行配置，确保配置匹配，并对频谱分析仪和功率检测装置输出的信号的幅值信息进行比对，以功率检测装置输出的幅值信息作为参考值计算频响误差，对频谱分析仪的各个频段和档位，以预设的频率步进和档位步进覆盖式地计算各个频点的频响误差，最终形成频响误差表（校准数据），将频响误差表下载到频谱分析仪中，以对各个频点进行误差补偿。
17.当频谱分析仪的完成频响校准后，为确保频谱分析仪的性能指标，还需对各个频点和档位进行覆盖式的验证，验证过程与校准过程基本一致，区别在于之前频谱分析仪在校准时已对频响误差进行了补偿，因此在验证时上位机计算得到频响误差后，无需形成频响误差表并下载到频谱分析仪，上位机只需确定验证得到的频响误差与是否小于误差门限即可，上述过程称为pv，其也可以称作产品验证。在目前的生产线上，同一台频谱分析仪的校准和pv一般需要在不同的生产系统上完成，以避免生产系统本身异常导致的误差。
18.然而，一条成熟的自动化频谱分析仪生产线，需要适应市场需求和产品迭代，生产不同配置带宽的产品，一般情况下都是多种不同带宽的产品订单同时生产。另外，即便同一个型号的产品，不同批次硬件也会带来不同的频响特性，实际生产过程中往往需要为之配置定制的校准频段、校准步进和误差门限。再者，支持频带频率越高的射频设备，不论是信号源、功率检测装置还是信号线，其价格越高，几十g的射频信号源与几个g的信号源价格不再同一个量级，功率检测装置、信号线等亦然。
19.基于上述描述，本发明实施例提出一种用于频谱分析仪的校准和pv的方法，其能够适用于不同功能需求和不同产品型号的频谱分析仪生产，以适应复杂的生产流程控制，提高生产效率，同时降低工装布置成本，下面将具体阐述该方法。
20.需要说明的是，在生产线上设置有流水线式的多个工装（生产系统），本发明实施例所提供的校准和pv方法适用于流水线上的任一工装（生产系统）。
21.请参考图2，图2为一种实施例的用于频谱分析仪的校准和pv方法流程图，该方法应用于频谱分析仪进行校准和pv的生产系统中的上位机，所述生产系统的具体结构已在上述实施例中进行了介绍，此处不再赘述，所述的方法包括以下步骤：步骤101，上位机获取预先保存的功能定义文件和参数定义文件，其中功能定义文件用于定义生产系统当前的工作模式，工作模式包括：校准模式、pv模式和自动识别模式；参数定义文件用于定义生产系统在当前的工作模式下所需配置的参数，例如校准模式下的校准频段、校准步进等参数，pv模式下的pv频段、pv步进等参数。
22.在本实施例中，功能定义文件和参数定义文件为工程师根据频谱分析仪的生产订单和生产线上有效工装（生产系统）的实际情况所计划得到的，由于生产线上的每个工装（生产系统）中的功能定义文件和参数定义文件可能不同，使得不同工装（生产系统）之间的
工作功能和工作参数也不相同，需要说明的是，也可以为部分工装（生产系统）的功能定义文件和参数定义文件相同，也可以为全部工装（生产系统）的功能定义文件和参数定义文件相同等等。
23.步骤102，上位机根据功能定义文件判断生产系统当前的工作模式。每一种工作模式为生产系统的一种工作功能，例如校准功能、pv功能等。
24.步骤103，若为校准模式，上位机控制生产系统进入校准流程, 并控制频谱分析仪进入校准模式，并根据参数定义文件生成校准数据配置文件，将校准数据配置文件发送至频谱分析仪，以更新频谱分析仪中的校准数据配置文件，在当前生产系统的校准完成后，生成校准日志文件和校准数据文件，将校准日志文件和校准数据文件保存至频谱分析仪；其中，校准数据配置文件用于定义频谱分析仪的校准参数，校准参数至少包括校准频段和校准步进；校准数据文件用于保存频谱分析仪各个频点的校准数据，所述校准数据包括各个频点对应的频响误差；校准日志文件用于保存频谱分析仪每一次校准时的生产日志，校准时的生产日志至少包括：生产日期、气温、生产系统编号、产品温度、校准频段、是否发生异常和异常细节数据。
25.在本实施例中，校准数据配置文件用于配置频谱分析仪校准的相关参数。例如，将频谱分析仪的全部扫描带宽配置为n个校准频段（{fn，fn+1}），每个校准频段以校准步进f_step校准，f_step = (fn+1
ꢀ–ꢀ
fn）/ m，m为校准频点数量。需要说明的是，各个校准频段中的校准步进可以相同，也可以不同。
26.校准数据文件用于存储频谱分析仪中各个频点对应的校准数据，其中校准数据为各个频点对应的频响误差，也就是频响误差表，频谱分析仪可根据校准数据对各个频点的频响误差进行补偿。需要说明的是，上位机发送给频谱分析仪的校准数据文件中的校准数据相对于频谱分析仪来说并不是完整的，其只是相对于当前生产系统是完整的，该校准数据文件下载到频谱分析仪之后，频谱分析仪可以将该校准数据文件与频谱分析仪之前保存的校准数据文件整合成一个文件，也可以保留多个校准数据文件。
27.此外，对于未校准的频点，由于还未进行校准其频响误差是未知的，那么在校准数据文件中，定义未校准频点的频响误差为0，也就是定义未校准频点的校准数据为0。
28.在一实施例中，请参考图3，生产系统进入校准流程包括以下步骤：步骤1030，将频谱分析仪设置为校准模式。
29.步骤1031，上位机根据参数定义文件配置信号源，信号源生成预设频点的信号并输出该信号至功分器。
30.步骤1032，功分器将接收到的预设频点的信号分为两路信号，两路信号分别为第一信号和第二信号，并将第一信号输出至频谱分析仪，将第二信号输出至功率检测装置，其中信号源输出的信号、第一信号和第二信号为三个电学参数相同的信号。
31.步骤1033，频谱分析仪接收第一信号，对第一信号进行频谱分析，得到第一频响信息，上位机通过频谱分析仪读取第一频响信息。
32.步骤1034，功率检测装置接收第二信号，上位机通过功率检测装置读取第二信号对应的第二频响信息。
33.步骤1035，上位机根据第一频响信息和第二频响信息，确定频响误差信息。
34.步骤1036，上位机根据参数定位文件定义的校准频段和校准步进等参数，遍历各
个频点，重复步骤1031至步骤1035，得到频响误差信息表，即得到校准数据文件和校准日志文件。
35.步骤1037，上位机将校准数据文件和校准日志文件发送至频谱分析仪。
36.步骤1038，上位机控制频谱分析仪退出校准模式，频谱分析仪根据校准数据文件和校准日志文件进行补偿。
37.需要说明的是，上位机发送给频谱分析仪的校准数据文件中的校准数据相对于频谱分析仪来说并不是完整的，其只是相对于当前生产系统是完整的，该校准数据文件下载到频谱分析仪之后，频谱分析仪可以将该校准数据文件与频谱分析仪之前保存的校准数据文件整合成一个文件，也可以保留多个校准数据文件。
38.步骤104，若为pv模式，在检测到频谱分析仪接入时，上位机控制生产系统进入pv流程，并控制频谱分析仪退出校准模式，在当前生产系统的pv完成后，生成pv日志文件和pv结果，将pv日志文件保存至频谱分析仪中并输出pv结果；其中，pv参数包括pv频段、pv步进和误差门限；pv日志文件用于保存每一次pv时的生产数据，所述pv时的生产数据至少包括：生产日期、气温、生产系统编号、产品温度、pv频段、是否发生异常和异常细节数据。
39.在一实施例中，上位机控制生产系统进入pv流程，请参考图4，包括以下步骤：步骤1040，上位机控制关闭频谱分析仪的校准模式，以确保校准数据被正确加载。
40.步骤1041，上位机根据参数定义文件配置信号源，信号源生成预设频点的信号并输出该信号至功分器。
41.步骤1042，功分器将接收到的预设频点的信号分为第一信号和第二信号，，并将第一信号输出至校准完成后的频谱分析仪，将第二信号输出至功率检测装置，其中信号源输出的信号、第一信号和第二信号为三个电学参数相同的信号。
42.步骤1043，校准完成后的频谱分析仪接收第一信号，对第一信号进行频谱分析，得到第三频响信息，上位机通过频谱分析仪读取第三频响信息。
43.步骤1044，功率检测装置接收第二信号，上位机通过功率检测装置读取第二信号对应的第四频响信息。
44.步骤1045，上位机根据第三频响信息和第四频响信息，确定频响误差信息。
45.步骤1046，上位机根据参数定义文件确定误差门限，判断频响误差信息是否大于误差门限，并将判断结果输出至生产系统的显示装置中，以提示操作人员。在本实施例中，上述判断结果即为pv结果。
46.步骤1047，遍历各个pv频点，重复步骤1041至1047。
47.步骤1048，pv结束后，生成pv日志文件，并将pv日志文件存入频谱分析仪中。
48.上述步骤是通过上位机解析工程人员预先保存的功能定义文件来确定频谱分析仪当前的工作模式（校准模式或者pv模式），并且，无论是校准流程还是pv流程，生产系统所配置的参数均通过工程人员预先保存的参数定义文件来获取。本实施例还提供了一种上位机自动识别接入的频谱分析仪各项配置来确定工作流程以及工作参数。
49.步骤105，若为自动识别模式，上位机在检测到频谱分析仪接入时，获取接入的频谱分析仪中的校准数据文件、校准日志文件和pv日志文件；根据校准数据文件、校准日志文件和pv日志文件，判断接入的频谱分析仪是否需要校准或者pv，若判断需要校准，则控制生产系统进入校准流程，若判断需要pv，则控制生产系统进入pv流程；其中，校准数据文件用
于存储频谱分析仪各个频点的校准数据，校准数据包括各个频点对应的频响误差。
50.在一实施例中，上位机根据接入的频谱分析仪中保存的校准数据文件、校准日志文件和pv日志文件，判断接入的频谱分析仪是否需要校准或者pv，包括：步骤1051，根据校准数据文件，判断接入的频谱分析仪中是否存在未校准频点或者未校准频段。
51.步骤1052，根据校准日志文件，判断接入的频谱分析仪中是否存在异常校准频点。
52.步骤1053，若接入的频谱分析仪中存在未校准频点、未校准频段或者存在异常校准频点，则判断接入的频谱分析仪需要校准。
53.步骤1054，根据pv日志文件，判断接入的频谱分析仪中是否存在异常pv频点、未校准频点或者未校准频段。
54.步骤1055，若接入的频谱分析仪中存在异常pv频点、未校准频点或者未校准频段，则判断接入的频谱分析仪需要pv。
55.需要说明的是，步骤105中涉及的校准流程和pv流程与上述实施例中的校准流程和pv流程相同，区别在于，由于自动识别模式是解决一些异常校准频点或者频段，所以需要根据异常信息，自动生成校准频点和pv频点，此处不再赘述。
56.在本实施例中，频谱分析仪中还保存有校准日志文件和pv日志文件。
57.其中，校准日志文件用于保存每一次校准时的生产数据，所述校准日志文件在每一次校准完成后进行更新。
58.pv日志文件用于保存每一次pv时的生产数据，pv日志文件在每一次pv完成后进行更新。
59.其中，校准时的生产数据至少包括：生产日期、气温、生产系统编号、产品温度、校准频段、是否发生异常和异常细节数据。
60.pv时的生产数据至少包括：生产日期、气温、生产系统编号、产品温度、pv频段、是否发生异常和异常细节数据。
61.由于生产系统在最初安装时，受其内部各个设备（信号源、功分器等）性能参数的限制，生产系统具有最高频率，也就是具有配置信息，若接入的频谱分析仪不满足该配置信息，则无论功能定义文件和参数定义文件如何设置，均无法对该频谱分析仪进行生产操作，因此，本实施例的上位机在获取预先保存的功能定义文件和参数定义文件之前，还包括：解析并加载预先获取的属性配置文件，以对生产系统进行初始化；其中，属性配置文件用于定义生产系统的配置信息，配置信息至少包括可生产频谱分析仪的带宽。
62.因此，根据功能定义文件判断所述生产系统当前的工作模式，包括：获取频谱分析仪的配置信息，判断频谱分析仪的配置信息和生产系统的配置信息是否匹配，若匹配，则根据功能定义文件判断生产系统当前的工作模式；若不匹配，则结束所接入的频谱分析仪的校准或者pv并告警，以提示操作人员。
63.综上，本发明实施例提供的用于频谱分析仪校准和pv的生产系统，可根据订单需求和当次生产流水来定义生产系统的功能和参数，可以把高带宽的频谱分析仪的低频段放到低频段工装校准和pv，高带宽生产系统只完成高频段校正和pv，实现了低带宽生产系统的复用，避免部分生产系统的闲置，提高了生产效率，针对同样的产量，降低了高频生产系统的布置成本。
64.本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。
65.以上通过具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。