一種小型化通用原位測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案

朱剛 宋斌 劉堯峰

摘 要 文章依據(jù)對(duì)外場(chǎng)設(shè)備原位測(cè)試的工作需求和特點(diǎn)的分析，闡述了一種基于PXI架構(gòu)的小型通用原位測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案。該原位測(cè)試系統(tǒng)體積小，集成化程度高，能依據(jù)測(cè)試項(xiàng)目的改變實(shí)現(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)的快速重構(gòu)，從而提高外場(chǎng)設(shè)備維護(hù)和維修效率。

關(guān)鍵詞 原位測(cè)試系統(tǒng)；可更換接口適配器；PXI

中圖分類號(hào) TN6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2018）225-0116-02

目前針對(duì)外場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行原位檢測(cè)一般使用多種通用儀器和各種專用測(cè)試設(shè)備等，這些儀器設(shè)備形式多樣、功能單一，不便攜帶，難以滿足外場(chǎng)設(shè)備的原位快速測(cè)試、檢測(cè)和診斷需求，因此設(shè)計(jì)一種通用化平臺(tái)，構(gòu)建架構(gòu)統(tǒng)一、易于擴(kuò)展的標(biāo)準(zhǔn)化外場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備及其必要。

據(jù)此，本文描述了一種基于PXI架構(gòu)的小型化、通用型、可擴(kuò)展的原位測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案。該方案著眼于外場(chǎng)設(shè)備的原位測(cè)試需求，極力通過實(shí)現(xiàn)原位測(cè)試平臺(tái)的通用化、標(biāo)準(zhǔn)化及可擴(kuò)展性，以達(dá)到提高原位測(cè)試效率，且避免測(cè)試平臺(tái)重復(fù)開發(fā)的目的。

1 總體方案設(shè)計(jì)

通用小型化原位測(cè)試系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路是將該系統(tǒng)設(shè)計(jì)為兩部分，一部分是主機(jī)，另一部分是接口適配器。主機(jī)內(nèi)部安裝有一套PXI架構(gòu)平臺(tái)、觸摸屏、對(duì)外接口等，所有測(cè)試資源（PXI模塊）集成于該平臺(tái)之中。接口適配器內(nèi)部則安裝有一塊信號(hào)轉(zhuǎn)接板和多塊信號(hào)調(diào)理板。主機(jī)內(nèi)的測(cè)試資源通過電纜入接口適配器內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)接板，而后通過信號(hào)調(diào)理板實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試資源的調(diào)用或?qū)Ρ粶y(cè)信號(hào)的調(diào)理，再對(duì)被測(cè)設(shè)備（UUT）進(jìn)行相關(guān)測(cè)試。其系統(tǒng)組成如圖1所示。

依據(jù)以上思路，本原位測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)核心是實(shí)現(xiàn)主機(jī)與接口適配器之間可快速更換和鎖定的結(jié)構(gòu)，以及在滿足系統(tǒng)通用化、標(biāo)準(zhǔn)化和擴(kuò)展性前提下實(shí)現(xiàn)主機(jī)內(nèi)測(cè)試資源（模塊儀器等）、接口適配器內(nèi)的信號(hào)調(diào)理板也可快速更換。以此提高原位測(cè)試系統(tǒng)的通用性，擴(kuò)展性、靈活性及可用性。從而實(shí)現(xiàn)原位測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)測(cè)試資源及信號(hào)調(diào)理的可快速調(diào)整及重構(gòu)的能力，最終滿足原位測(cè)試快速測(cè)試、檢測(cè)和診斷的需求。其總體物理結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2 主機(jī)設(shè)計(jì)

主機(jī)結(jié)構(gòu)形態(tài)設(shè)計(jì)為箱體形式，其結(jié)構(gòu)如圖3。

箱體上面板為人機(jī)交互區(qū)，布置有觸摸屏及主機(jī)對(duì)外接口。箱體左右兩側(cè)開設(shè)通風(fēng)網(wǎng)口，對(duì)應(yīng)通風(fēng)網(wǎng)口位置在箱體內(nèi)側(cè)安裝有風(fēng)扇，通過該風(fēng)機(jī)對(duì)PXI架構(gòu)平臺(tái)內(nèi)的模塊進(jìn)行強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱。箱體前端面是與接口適配器結(jié)合的接口端面，該端面安裝有兩個(gè)定位銷，用于主機(jī)與接口適配器配裝時(shí)的定位。在端面的箱體兩側(cè)分別安裝一個(gè)鎖鉤，用于與接口適配器兩側(cè)的拉動(dòng)式鎖扣配合實(shí)現(xiàn)兩者間的牢固連接。通過鎖扣及定位銷結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)適配器的快速更換與鎖定。

箱體內(nèi)部的PXI架構(gòu)平臺(tái)是由框架、導(dǎo)軌、PXI背板、控制器、PXI模塊儀器等構(gòu)成，如圖4所示。其中框架由鈑金件及型材通過螺釘搭接而成，該結(jié)構(gòu)尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)PICMG 2.0、IEC297-3及IEEE1101.10中內(nèi)之規(guī)定。為了提高主機(jī)內(nèi)部設(shè)備的利用率，我們將框架中的PXI模塊槽位設(shè)計(jì)為縱向雙列排列布局，每列設(shè)置3個(gè)3U標(biāo)準(zhǔn)PXI板卡槽位，共6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)槽位（含2槽控制器槽位），

PXI背板安裝在框架后部，控制器、PXI模塊儀器等測(cè)試資源均從框架前端面沿導(dǎo)軌插入與PXI背板對(duì)接。更換PXI模塊只需將接口適配器與主機(jī)脫離，然后松開PXI模塊面板上與框架連接的螺釘，再撬動(dòng)模塊面板上的手柄（該手柄工作方式符合杠桿原理）便可將PXI模塊很方便的從框架中脫出（裝入過程與上述流程相反）。由此實(shí)現(xiàn)測(cè)試資源的快速更換和調(diào)整。

3 接口適配器設(shè)計(jì)

接口適配器由回型箱體、信號(hào)轉(zhuǎn)接板、定位套、拉動(dòng)式鎖扣和信號(hào)調(diào)理板等組成，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。

信號(hào)轉(zhuǎn)接板和兩個(gè)定位套安裝在箱體后端面，信號(hào)轉(zhuǎn)接板用于將主機(jī)內(nèi)的測(cè)試資源接入接口適配器，而定位套的功能則是與主機(jī)前端面兩個(gè)定位銷對(duì)應(yīng)配合，實(shí)現(xiàn)適配器與主機(jī)的安裝定位。箱體兩側(cè)安裝有兩個(gè)拉動(dòng)式鎖扣，這兩個(gè)鎖扣分別與主機(jī)兩側(cè)安裝的鎖鉤配合，可實(shí)現(xiàn)主機(jī)與接口適配器的快速鎖緊和拆分。

信號(hào)調(diào)理板是接口適配器內(nèi)的可更換單元，結(jié)構(gòu)上它由印制板、面板、手柄等組成。為更換方便，信號(hào)調(diào)理板與信號(hào)轉(zhuǎn)接板配接的電接頭連接采用硬接、盲插式插頭（插座）。安裝時(shí)，將信號(hào)調(diào)理板的印制板兩側(cè)從箱體前端面沿箱體內(nèi)開設(shè)的導(dǎo)槽插入，然后借助信號(hào)調(diào)理板面板上的手柄利用杠桿原理即可將信號(hào)調(diào)理板后部的插頭插入到信號(hào)調(diào)理板上對(duì)應(yīng)插座，最后再將信號(hào)調(diào)理板面板上螺釘與接口適配器箱體螺孔鎖緊即可完成安裝。換下信號(hào)調(diào)理板的操作流程與上述過程相反。通過該結(jié)構(gòu)形式，可實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)理板的快速裝拆。

4 結(jié)論

為評(píng)估上述方案對(duì)原位測(cè)試效率帶來的提升，我們?cè)隽艘环莺?jiǎn)要跟蹤數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，見表1。

據(jù)此可見，由于本方案針對(duì)接口適配器、PXI模塊及信號(hào)調(diào)理板在遵循標(biāo)準(zhǔn)的前提下均設(shè)計(jì)了快換結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了原位測(cè)試系統(tǒng)的小型化，通用性，擴(kuò)展性、靈活性，極大地提高了原位測(cè)試效率，滿足了原位快速測(cè)試、檢測(cè)和診斷的需求。

參考文獻(xiàn)

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