基于Agilent信號(hào)發(fā)生器程控操作應(yīng)用軟件開發(fā)

摘 要：由于現(xiàn)代通信發(fā)展對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的要求越來越高，測(cè)控技術(shù)也隨之越來越精密，因此儀表的自動(dòng)測(cè)試對(duì)其質(zhì)量起到了很重要的作用。項(xiàng)目中所使用的是Agilent E4436B信號(hào)發(fā)生器，是根據(jù)研究虛擬儀器與PC機(jī)互連的原理，通過虛擬儀器的GPIP（HP-IB）接口將儀器與PC機(jī)互連，并利用HP VEE可視化編程語言編制對(duì)儀器進(jìn)行編譯，以達(dá)到PC機(jī)對(duì)儀器的程控操作。

關(guān)鍵詞：HP VEE；信號(hào)發(fā)生器；儀表自動(dòng)測(cè)試

中圖分類號(hào)：TP311.1

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)信息需求的時(shí)效性提出了更高的要求。一些大型精密儀器雖然功能強(qiáng)，但是使用操作復(fù)雜，因此給一般人員的使用帶來了不便，在其校準(zhǔn)測(cè)試過程也復(fù)雜，所以應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)成為校準(zhǔn)測(cè)試發(fā)展的必然要求。

（1）操作軟件基于WINDOWS的圖形界面，操作直觀，可極大提高大型儀器的利用。

（2）可避免操作者因不熟悉儀表操作按鈕而造成的誤操作可能造成儀器損壞。

（3）可進(jìn)一步構(gòu)成自動(dòng)測(cè)試，完成一系列測(cè)試過程的自動(dòng)操作及數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄，提高儀器的測(cè)試效率。

（4）可擴(kuò)展某些儀器的功能。

1 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)

自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)（Automatic Test System）是計(jì)算機(jī)技術(shù)和測(cè)試技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。通常是由程控測(cè)試儀器，自動(dòng)測(cè)試用計(jì)算機(jī)，被測(cè)試物理對(duì)象以及相應(yīng)的接口組成。圖1便是本項(xiàng)目組建的E4436B自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)框圖。圖為標(biāo)準(zhǔn)的通用接口系統(tǒng)，由各個(gè)裝置中的接口電路和無源接口母線電纜組成。

圖1 E4436B自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)框圖

2 Agilent信號(hào)發(fā)生器應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)

2.1 Agilent E4436B信號(hào)發(fā)生器

Agilent E4426B RF信號(hào)發(fā)生器能滿足從事設(shè)計(jì)和開發(fā)新一代無線通信系統(tǒng)及生產(chǎn)測(cè)試環(huán)境的工程師的需要。這是適用于3G和新興通信制式收信機(jī)及部件測(cè)試的理想設(shè)備。它建立了新的性價(jià)比水平，提供優(yōu)異的頻譜純度和數(shù)字調(diào)制能力，是適應(yīng)通用研制與開發(fā)、制造和查錯(cuò)應(yīng)用的理想設(shè)備。

2.2 可視化編程語言HP VEE

HP VEE（Visual Engineering Environment）是一種可視化編程語言，它適合于構(gòu)造測(cè)試和測(cè)量應(yīng)用程序——特別是適合于具有操作員界面的程序。

HP VEE對(duì)象的概念及其構(gòu)成：

（1）HP VEE對(duì)象：對(duì)象相當(dāng)于函數(shù)，它可帶參數(shù)，返回值。

（2）HP VEE對(duì)象的構(gòu)成如圖2。

圖2 HP VEE對(duì)象的構(gòu)成

3 系統(tǒng)編譯過程及演示

3.1 建立模擬調(diào)制

E4436B信號(hào)發(fā)生器可以用四種類型的模擬調(diào)制對(duì)RF載波進(jìn)行調(diào)制：幅度、頻率、相位和脈沖。下面我們便一一介紹這四種模擬調(diào)制。

3.1.1 配置AM

生成幅度調(diào)制RF載波，應(yīng)有四個(gè)參數(shù)，分別是：載波頻率、功率電平、AM深度設(shè)置和AM速率設(shè)置。（頻率載波：1340kHz為設(shè)定值）、RF輸出幅度0dBm為設(shè)定值）、AM深度和速率，先按下AM硬功能鍵，這時(shí)將顯示AM軟功能的第一級(jí)菜單（設(shè)置AM深度為90%、AM速率為10kHz）。

圖3 AM配置

3.1.2 配置FM

生成頻率調(diào)制RF載波，應(yīng)有四個(gè)參數(shù)，分別是：RF輸出頻率設(shè)置（1GHz為設(shè)定值）、RF輸出幅度設(shè)置（0dBm為設(shè)定值）、FM偏移設(shè)置和FM速率分別為（75kHz和10kHz）。

圖4 FM配置

3.1.3 配置ФM

生成相位調(diào)制RF載波，應(yīng)有四個(gè)參數(shù)，分別是RF輸出頻率（1GHz為設(shè)定值）、RF輸出幅度（0dBm為設(shè)定值）、ФM偏移設(shè)置和ФM速率設(shè)置，分別為（0.25Л和10kHz）。

圖5 ФM配置

3.1.4 配置脈沖調(diào)制

生成脈沖調(diào)制RF載波，應(yīng)有五個(gè)參數(shù)，分別是RF輸出頻率（1GHz為設(shè)定值）、RF輸出幅度（0dBm為設(shè)定值）、脈沖周期和脈沖寬度分別為（100微秒和24微秒），而脈沖源設(shè)置為內(nèi)部自激。如果在PC機(jī)上，則可以通過E4436B VXIplug@play驅(qū)動(dòng)程序組織中相應(yīng)的指令來編寫。

3.2 建立組建測(cè)試的數(shù)字調(diào)試

（1）CDMA2000（前向鏈路）調(diào)制。

（2）CDMA2000（反向鏈路）調(diào)制。

（3）W-CDMA（下行鏈路）調(diào)制。

（4）W-CDMA（上行鏈路）調(diào)制。

3.2.1 建立接收機(jī)測(cè)試的數(shù)字調(diào)制和專用的數(shù)字調(diào)制

建立接收機(jī)測(cè)試的數(shù)字調(diào)制（以GSM成幀調(diào)制為例）

（1）激活成幀數(shù)據(jù)格式。

（2）配置第一個(gè)時(shí)隙。

（3）配置第二個(gè)時(shí)隙。

（4）生成波形：打開GSM開關(guān)。

（5）配置RF輸出：分別設(shè)置頻率和幅度值，然后打開RF開關(guān)。

這樣即可從信號(hào)發(fā)生器的RF OUTPUT連接器上獲得預(yù)定義的GSM波形。然后創(chuàng)建用戶定義的GSM狀態(tài)。

3.2.2 系統(tǒng)編譯的過程

本設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)Agilent信號(hào)發(fā)生器程控操作的軟件開發(fā)，其實(shí)就是通過PC機(jī)對(duì)Agilent E4436B矢量信號(hào)發(fā)生器進(jìn)行程控操作。

（1）系統(tǒng)編譯前的準(zhǔn)備。第一步，因?yàn)楸卷?xiàng)目牽涉到關(guān)于虛擬儀器，測(cè)控技術(shù)，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，GPIB接口等方面的問題；第二步，要熟悉儀器的各項(xiàng)功能，先根據(jù)產(chǎn)品說明書對(duì)E4436B進(jìn)行手動(dòng)操作，對(duì)儀器有進(jìn)一步的了解。

（2）功能的實(shí)現(xiàn)。模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制的實(shí)現(xiàn)。

（3）系統(tǒng)編譯的演示。把所有的程序編譯完成后，制作成最后程序員操作頁面。以更直觀，更簡單的頁面操作。

圖6 完整的程序

4 功能的實(shí)現(xiàn)

要實(shí)現(xiàn)PC機(jī)對(duì)E4436B的程控操作，就需在PC機(jī)上編譯E4436B儀器上的功能，以達(dá)到通過PC機(jī)對(duì)儀器的操作。

下面就說說用HP VEE編寫的這些功能及介紹：

Reset（預(yù)設(shè)鍵）：這可將信號(hào)發(fā)生器設(shè)置到一種已知狀態(tài)（出廠或用戶定義狀態(tài)）。

圖7 Reaet 圖8 調(diào)制開關(guān)

調(diào)制開關(guān)：此功能切換所有調(diào)制信號(hào)的工作狀態(tài)。盡管可以設(shè)置并啟用各種調(diào)制狀態(tài)，但RF載波只有在ON之后才會(huì)進(jìn)行調(diào)制。顯示屏上會(huì)一直出現(xiàn)一個(gè)指示符，以指示調(diào)制的開機(jī)狀態(tài)。

Display設(shè)置：這個(gè)可改變儀器顯示屏的亮度和對(duì)比度。

一般把顯示屏的亮度設(shè)置為100。對(duì)比度設(shè)置為50。

圖9 Display設(shè)置

Amplitude（幅度）設(shè)置：這個(gè)可以激活幅度功能，可改變RF輸出幅度，或使用菜單來配置幅度屬性，如功率搜索、用戶平坦度和電平調(diào)整模式。

Frequency（頻率）設(shè)置：這個(gè)可以激活頻率功能，可改變RF輸出頻率，或使用菜單來配置頻率屬性，如倍頻、頻偏和參考頻率。

LF配置：低頻調(diào)制。LF輸出的來源可以在內(nèi)部調(diào)制源和內(nèi)部函數(shù)發(fā)生器之間進(jìn)行切換。

I/Q配置：選擇I/Q 輸入連接器。

Recall（重新調(diào)用鍵）：可還原以前保存在寄存器中的任何儀器狀態(tài)。

Trigger（觸發(fā)鍵）：可為某一功能啟動(dòng)一個(gè)即時(shí)觸發(fā)事件。觸發(fā)模式必須先設(shè)置為Trigger Key，然后才用次功能鍵啟動(dòng)觸發(fā)事件。

錯(cuò)誤信息：當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤信息的時(shí)候會(huì)有提示。

List Sweep Values配置：

Powen on（打開電源）：打開儀器電源。

Set Fast Pulse：快速生成脈沖調(diào)制。

Step Sweep配置：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

自我測(cè)試：

圖10 自我測(cè)試

以上便是我所編譯的全部關(guān)于E4436B信號(hào)發(fā)生器的功能，每個(gè)功能都有所不同，這樣，只要我們通過程序員操作頁面便能輕松的操作E4436B了。

5 結(jié)束語

在本課題中，通過用HP VEE可視化編程語言，實(shí)現(xiàn)了PC機(jī)對(duì)Agilent E4436B矢量信號(hào)發(fā)生器的程控操作。目前，測(cè)控技術(shù)的發(fā)展越來越重要，它可以提高通信發(fā)展的時(shí)效性和降低原本的復(fù)雜。用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備來改善實(shí)驗(yàn)條件，提高實(shí)驗(yàn)效率，使數(shù)據(jù)的處理快捷和準(zhǔn)確，使儀器控制快速和高效。對(duì)于E4436信號(hào)發(fā)生器的研究，可以從建立模擬調(diào)制和建立數(shù)字調(diào)制兩方面來研究。在模擬調(diào)制方面，可以通過AM、FM、ФM和脈沖四種模擬調(diào)制對(duì)RF載波進(jìn)行調(diào)制。而數(shù)字調(diào)制方面，則要分成組建測(cè)試的數(shù)字調(diào)試、接收機(jī)測(cè)試的數(shù)字調(diào)制和專用的數(shù)字調(diào)制幾方面來說明。通過數(shù)字調(diào)制可以應(yīng)用在W-CDMA，CDMA2000，GSM，AWGN，PHS等方面。

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作者簡介：吳冬妮（1983-），女，上海人，講師，碩士，研究方向：光電子信息材料；龍飛（1978-），女，貴州貴陽人，副教授，碩士，研究方向：信息處理、嵌入式系統(tǒng)。

作者單位：貴州師范大學(xué) 物理與電子科學(xué)學(xué)院，貴陽 550002；貴州民族大學(xué) 信息工程學(xué)院，貴陽 550025

基金項(xiàng)目：貴州省科技廳聯(lián)合基金（項(xiàng)目編號(hào)：黔科合J字LKS[2011]2號(hào)）；貴州省科學(xué)技術(shù)基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：黔科合J字[2013]2216號(hào)資助項(xiàng)目）；貴州省科學(xué)技術(shù)基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：黔科合J字LKM[2011]15號(hào)）。