一种信号模拟器自动检测方法及装置与流程

1.本发明涉及模拟器技术领域，尤其涉及一种信号模拟器自动检测方法及装置。


背景技术：

2.模拟器作为专用仪器的一种，使用过程中涉及到定期检定的要求，依据信号模拟器检定要求，其具有检定项目多，检定操作复杂等特点。当前模拟器检定方法一般使用通用仪器，手动检定方式实现，每个检定项目均需要多次操作仪器，在操作仪器过程中，需要精确的设定仪器参数及工作模式的设定，工作过程中涉及到人员操作的不确定性，由于某次人为操作失误可能导致检定项目的错误，需要重新测试的情况，耗费大量的时间。除此之外，模拟器检定过程中使用大量标准化仪器，具有体积大，移动不方便的情况。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是，如何实现模拟器快速、精确的信号模拟器检定；有鉴于此，本发明提供一种信号模拟器自动检测方法及装置。
4.本发明采用的技术方案是，一种信号模拟器自动检测方法，包括：
5.步骤s1，响应于输入，生成表征一检定任务的输出信号；
6.步骤s2，基于所述输出信号，利用预先配置的计算机程序，实现对所述信号模拟器的自动测试。
7.在一个实施方式中，所述基于所述输出信号，利用预先配置的计算机程序，实现对所述信号模拟器的自动测试，包括：
8.基于所述输出信号，对模拟器进行参数设置；
9.利用示波器，信号发生器实现对模拟器的信号参数的自动测试；
10.在一个实施方式中，所述基于所述输出信号，利用预先配置的计算机程序，实现对所述信号模拟器的自动测试，还包括：
11.预先检测当前模块化仪器是否工作正常；
12.将自动测试所用到的测试数据进行保存，获得的测试结果形成报表文件，并基于所述报表文件确定测试结果。
13.在一个实施方式中，所述基于所述输出信号，对模拟器进行参数设置，包括：
14.模式选择，成像类型选择，数据模式选择，参数设置，微波参数设置。
15.在一个实施方式中，所述模式选择包括模拟器f状态以及模拟器e状态。
16.本发明的另一方面还提供了一种信号模拟器自动检测装置，包括：
17.模拟器，用于生成表征一检定任务的输出信号；
18.pxie硬件系统，与所述模拟器交互，被配置为基于所述输出信号，利用预先配置的计算机程序，实现对所述信号模拟器的自动测试；
19.在一个实施方式中，所述pxie硬件系统通过pfi总线实现对各个功能子模块的访问控制。
20.在一个实施方式中，所述pxie硬件系统被进一步配置为：
21.预先检测当前模块化仪器是否工作正常；
22.基于所述输出信号，对模拟器进行参数设置；
23.利用示波器，信号发生器实现对模拟器的信号参数的自动测试；
24.将自动测试所用到的测试数据进行保存，获得的测试结果形成报表文件，并基于所述报表文件确定测试结果。
25.在一个实施方式中，所述参数设置，包括：
26.模式选择，成像类型选择，数据模式选择，参数设置，微波参数设置。
27.其中，所述模式选择包括模拟器f状态以及模拟器e状态。
28.本发明的另一方面还提供了一种电子设备，所述电子设备包括如上任一项所述的信号模拟器自动检测装置。
29.采用上述技术方案，针对模拟器检定需要便携的模块化装置，并且通过程序控制仪器实现对仪器的自动设定及参数读取，从而减少人为因素对测试带来的不确定性，并且，可以大大减少检定时间，提高仪器的检定效率。
附图说明
30.图1为根据本发明实施例的信号模拟器自动检测方法流程示意图；
31.图2为根据本发明实施例的信号模拟器自动检测装置组成结构图；
32.图3为根据本发明实施例的电子设备结构示意图；
33.图4为根据本发明实施例的系统总体方案框图；
34.图5为根据本发明实施例的软件结构框图；
35.图6为根据本发明实施例的综合测试软件功能框图；
36.图7为根据本发明实施例的自动测试界面示意图；
37.图8为根据本发明实施例的测试报告界面示意图；
38.图9为根据本发明实施例的驱动设计流程图示意图；
39.图10为根据本发明实施例的f状态输入输出信号监测流程示意图；
40.图11为根据本发明实施例的f状态工作模式延时测试流程示意图；
41.图12为根据本发明实施例的f状态工作模式波形测试流程示意图；
42.图13为根据本发明实施例的e状态输入输出信号监测流程示意图；
43.图14为根据本发明实施例的宽带被动模式测试流程示意图；
44.图15为根据本发明实施例的同频被动模式测试流程示意图；
45.图16为根据本发明实施例的延时范围(固定参数)流程示意图；
46.图17为根据本发明实施例的杂波抑制测试流程示意图；
47.图18为根据本发明实施例的动态范围测试流程示意图
48.图19为根据本发明实施例的功率起伏测试流程示意图。
具体实施方式
49.为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。
50.在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了物体的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。
51.还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本技术的实施方式时，使用“可以”表示“本技术的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。
52.如在本文中使用的，用语“基本上”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。
53.除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本技术所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。
54.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
55.本发明第一实施例，一种信号模拟器自动检测方法，如图1所示，包括以下步骤：
56.步骤s1，响应于输入，生成表征一检定任务的输出信号；
57.步骤s2，基于所述输出信号，利用预先配置的计算机程序，实现对所述信号模拟器的自动测试。
58.本实施例中，步骤s2可以具体包括：基于所述输出信号，对模拟器进行参数设置；利用示波器，信号发生器实现对模拟器的信号参数的自动测试；
59.本实施例中，基于所述输出信号，利用预先配置的计算机程序，实现对所述信号模拟器的自动测试，还包括：预先检测当前模块化仪器是否工作正常；将自动测试所用到的测试数据进行保存，获得的测试结果形成报表文件，并基于所述报表文件确定测试结果。
60.本实施例中，所述基于所述输出信号，对模拟器进行参数设置，包括：
61.模式选择，成像类型选择，数据模式选择，参数设置，微波参数设置。
62.本实施例中，模式选择可例如包括模拟器f状态以及模拟器e状态。
63.相较于现有技术，本实施例至少具备以下优点：
64.1)针对模拟器检定需要便携的模块化装置，并且通过程序控制仪器实现对仪器的自动设定及参数读取，从而减少人为因素对测试带来的不确定性；
65.2)本实施例可以减少检定时间，提高仪器的检定效率。
66.本发明第二实施例，与第一实施例对应，本实施例介绍一种信号模拟器自动检测装置，如图2所示，包括以下组成部分：
67.模拟器，用于生成表征一检定任务的输出信号；
68.pxie硬件系统，与所述模拟器交互，被配置为基于所述输出信号，利用预先配置的计算机程序，实现对所述信号模拟器的自动测试；
69.本实施例中，pxie硬件系统可以通过pfi总线实现对各个功能子模块的访问控制。
70.本实施例中，pxie硬件系统被进一步配置为：预先检测当前模块化仪器是否工作正常；基于所述输出信号，对模拟器进行参数设置；利用示波器，信号发生器实现对模拟器的信号参数的自动测试；将自动测试所用到的测试数据进行保存，获得的测试结果形成报表文件，并基于所述报表文件确定测试结果。
71.本实施例中，参数设置可例如包括：模式选择，成像类型选择，数据模式选择，参数设置，微波参数设置。
72.具体地，模式选择包括模拟器f状态以及模拟器e状态。
73.本发明第三实施例，一种电子设备，如图3所示，可以作为实体装置来理解，包括如第二实施例所述的装置，可用于执行如下操作：
74.步骤s1，响应于输入，生成表征一检定任务的输出信号；
75.步骤s2，基于所述输出信号，利用预先配置的计算机程序，实现对所述信号模拟器的自动测试。
76.本发明第四实施例，本实施例是基于上述实施例的一个应用实例。
77.本实施例中，根据模拟器自动检定任务要求，自动校准总体硬件配置如图2所示。该设备可以在无人操作下独立运行。模拟器自动检定系统采用小型模块化仪器，自动测试软件组成；
78.系统主要特性及组成有：pxi控制器、模块化仪器、及模拟器专用控制卡；pxi主控器通过pfi总线实现对各个功能模块的访问控制；以下将依据总体设计方案详细介绍各功能模块的设计方案及选型，根据功能及技术指标要求，开展详细的硬件设计、软件设计及可靠性设计。
79.根据模拟器自动检定任务要求，自动校准总体方案如图4，该设备可以在无人操作下独立运行。
80.校准软件运行于pxi机箱上，通过对模块化仪器的控制实现对模拟器的自动化校准，具体功能如下：初始化模块仪器，检测当前模块化仪器是否工作正常；控制模拟器测试专用板卡实现对模拟器参数设置；控制示波器，信号发生器等仪器实现对模拟器信号参数的自动测试；测试数据进行保存，测试结果形成报表文件，并给出测试结果；每个测试项目需要测量三次，给出不确定度。
81.1.1.1.自动化测试软件结构
82.按照软件工程理论，测试软件的开发过程主要包括需求分析、总体方案设计、详细设计、编码和调试等几个阶段。
83.考虑到模拟器的工作模式比较多、测试项目比较复杂，软件后期的调试难度较大，所以自动化测试软件采用数据(信号模拟器控制指令、标准仪器控制命令、测试表格)、逻辑、视图三层结构设计，力图在软件设计实现的前期可以脱离测试流程。
84.图5示出了本实施例的一个软件结构框图，逻辑层控制测试流程的提取、控制、以及修改。视图层只负责测试结果的显示。
85.1.1.2.软件功能模块划分
86.采用分层的设计思路，可以在软件实现的前期不必关心具体的测试流程，因此在软件的功能方面需要提供配置数据库的功能。在自动化测试软件的调试阶段，需要控制模拟器专用控制卡和模拟器，因此提供一个手动测试的功能模块。据此整个自动化测试软件
可以划分为配置功能模块、手动测试、自动化测试三个功能模块。软件功能划分见图6。配置功能模块可以划分为标准仪器、测试设备连接配置功能和测试流程配置两个子功能模块。
87.数据层采用轻型数据库affess来实现。逻辑层控制测试流程的提取、控制、以及修改。视图层只负责测试结果的显示。
88.1.1.3.界面设计
89.可参考图7，图7为示例性地一个自动测试界面示意图；
90.将模拟器与pxie机箱连接后对模拟器进行加电，后对pxie机箱进行加电。然后进入模拟器自动测试软件。
91.模拟器自动检定软件实现自动测试和手动测试两种功能。自动测试又包含模拟器的e状态及f状态两种自动测试模式。
92.进入软件界面后可选择自动测试或手动测试中任一测试模式。帮助文件为软件使用方法；
93.根据模拟器自动检定任务要求，自动校准总体方案如下。该设备可以在无人操作下独立运行。自动测试实现对模拟器工作的e状态或f状态工作模式的自动测试。
94.通过测试项目选择可以实现对模拟器f状态及模拟器e状态的自动测试。当测试项设置为f自动测试时，实现对模拟器f状态的自动测试；当测试项目选择为e状态时，可实现对模拟器e状态的自动测试。选择完测试项后，可以点击“开始测试”实现流程的自动测试，测试过程中点击“测试终止”可以停止对模拟器的自动测试。终止后，可重新开始测试。测试完成后，点击“word存盘”，实现对自动测试数据的存储。测试数据存储于工程目录的“\wordreport”路径中。
95.图8为本实施例的一个测试报告界面示意图，上述存储文件格式可以如图9中所示。
96.进一步地，测试报告可以包含测试用时，测试开始时间，测试合格项目数量，合格数量及超标数量，每个测试项目的名称，指标值，测试结果及单位及具体结论。
97.手动测试实现对模拟器的灵活控制及手动测试，手动测试界面如图10所示：
98.模拟器参数设置区实现对模拟器参数的设置包含模式选择，成像类型选择，数据模式选择，参数设置，微波参数设置等。标准仪器控制区实现对信号源，频谱仪以及示波器的控制。
99.模拟器状态区实现对模拟器状态应答参数的解析及显示。
100.模拟器控制区实现对模拟器控制指令的发送以及模拟器专用控制卡的输出控制，模拟器控制指令包括模拟开关机的控制、模拟器信号开启及关闭的控制、模拟器状态选择的设置、模拟器微波参数的设置、模拟器信息的读取、状态参数设置、宽带被动输出控制、及熟读参数的设置。
101.1.2.自动检定软件设计原理
102.1.2.1.驱动程序设计
103.开发设备驱动程序首先要遍历目标平台上所有的pfie设备，根据vendorid和devifeid确定需要驱动的具体设备，并得到该设备所在的pfie总线号、中断向量以及映射基地址等信息。为了能够访问设备内部寄存器，必须进行逻辑地址映射或端口使能。所有的信息获取到以后，就可以进行初始化配置、设备启动、停止等操作。具体设计流程如图9所
示。
104.1.2.2.f状态输入输出信号监测
105.参考图10，图10是一个f状态输入输出信号监测流程示意图；f状态输入输出信号监测测试f状态8个波形的信号质量，其中波形0和波形1工作在测高模式下，波形2到波形7工作在成像模式下。
106.f状态输入输出信号监测的波形0、波形1需要在数据回放和射频回放两种工作模式下测试，需要用到第二套模拟器器来提供激励信号，此时给模拟器1发送状态参数，切换工作模式为射频回放，然后读取模拟器1的回帧进行解析。
107.1.2.3.f状态工作模式检查
108.参考图11，图11是一个f状态工作模式延时测试示意图。f状态工作模式分为测高模式和成像模式，波形0和波形1工作在测高模式下，波形2到波形7工作在成像模式下，测试的项目包括延时测试和波形测试两种，延时测试的测试流程图见图11。在测高模式下需要输出波形0，模拟器1设置相应的延时距离(弹道参数)，通过示波器读取通道1、2的延时，示波器的设置存储在数据库中。测高模式下需要测试模拟器的数据回放和射频回放两种工作模式，在射频回放模式下需要模拟器1切换到射频回放(状态参数)，模拟器2启动信号输出提供一个激励信号。在成像模式下只需要测试数据回放工作模式，此时模拟器专用控制卡输出波形2。在测高-数据回放、测高-射频回放、成像-数据回放三种工作模式下都需要计算延时的精度，根据示波器读取的值与技术指标进行运算，计算出延时精度。
109.参考图12，图12是一个f状态工作模式波形测试流程示意图；f状态工作模式波形测试通过控制模拟器专用控制卡设置测高/成像模式和波形控制字输出指定的波形，然后使用标准仪器从模拟器的测试接口测试信号的质量，示波器测试延时和检波脉宽，频谱仪测试频谱带宽，功率计测试峰值功率。
110.1.2.4.e状态输入输出信号监测
111.参考图13，图13是一个e状态输入输出信号监测流程示意图；e状态输入输出信号监测与f状态的测试流程类似，不同点在于，模拟器需要切换的状态e，测试的波形为波形0、波形1、波形26和波形29。
112.1.2.5.e状态工作模式检查
113.参考图14，图14是一个宽带被动模式测试流程示意图；e状态工作模式检查的主动模式与f状态类似。e状态还需要测试宽带被动模式和同频被动模式。宽带被动模式测试流程见图14。首先设置工作模式(状态参数)，根据要测试的频率设置频率值(微波参数)，使用频谱仪测试频率值，使用功率计测试峰值功率，计算频率精度和功率起伏。宽带被动模式需要测试脉冲宽带，下发微波参数设置脉冲宽带，通过示波器读取脉冲宽度值。
114.参考图15，图15是一个同频被动模式测试流程示意图。同频被动模式测试需要切换工作模式为同频被动状态，分别使用频谱仪和功率计测试信号的频谱带宽和峰值功率。
115.1.2.6.电压电流信号监测
116.e/f状态的电压电流信号监测都是通过读取模拟器的回帧来进行测试的，发送询问命令前，先打开模拟器待机使能，然后切换模拟器状态为e或者f状态，等待15s，让模拟器硬件充分准备好然后发送询问命令，根据模拟器的回帧解析出被测的电压电流值。
117.参考图16，图16是一个延时范围的测试流程示意图(固定参数)；f状态的测高-数
据回放模式、测高-射频回放模式、成像模式1和e状态的主动-数据回放模式、主动-射频回放模式都需要测试固定参数的延时范围，测试流程见图16。测试前首先设置模拟器专用控制卡和模拟器到相应的工作模式，第二步设置模拟器的弹道参数，初始距离设置为20km，截止距离为500m，加速度设置为0，移动速度设置为-8km/s。第三步启动波形输出，并且立即使用示波器读取通道1、2的延时，等待35s，即等待波形移动到截止距离前，再次读取延时。
118.参考图17，图17是一个杂波抑制测试流程示意图，e/f状态都有杂波抑制测试项，测试的准备部分相同，下发状态参数(射频回放模式)、微波参数、弹道参数，再输出波形前还需要发送连续波测试命令。第二步设置信号源的中心频率值，输出功率设置为-20dem，启动模拟器输出。通过网口命令设置频谱仪的中心频率、span设置为240mhz，sweep设置为500ms，控制频谱仪查找最大功率点(中心频率点的功率值)，然后向左搜索最大的功率点，读取该点的最大功率值，两个功率值的差就是测试出的杂波抑制。
119.1.2.9.动态范围测试
120.参考图18，图18是一个动态范围测试流程示意图，动态范围测试首先测试模拟器在中频、射频衰减都为0的情况下的最大输出功率，然后，将中频衰减、射频衰减都设置为120，使用频谱仪读取此时的最大输出功率，两个功率的差填入测试表格。
121.1.2.10.功率衰减控制精度测试
122.功率衰减控制精度测试选取了5个测试点进行测试，首先同动态范围测试一样测试衰减为0的时候的功率值，然后分别测试衰减值为10、20、50、70、90，5个测试点的功率值，测试点的功率值与衰减为0的功率差就是实际衰减值，实际衰减值与测试点的设置衰减值的差的绝对值就是功率衰减控制精度，选取五个测试点的最大功率衰减控制精度填入测试表格。
123.1.2.11.功率起伏测试
124.参考图19，图19为功率起伏测试流程示意图，功率起伏测试十七个测试点(频率值)的功率值，这十七个测试点都设置模拟器衰减为0，信号通过设置信号源输入相应频率的连续波信号，使用频谱仪测试得出该频率点的功率值。取这十七个测试点的功率的最大值最小值的差，就是功率起伏。
125.通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

技术特征：
1.一种信号模拟器自动检测方法，其特征在于，包括：响应于输入，生成表征一检定任务的输出信号；基于所述输出信号，利用预先配置的计算机程序，实现对所述信号模拟器的自动测试。2.根据权利要求1所述的信号模拟器自动检测方法，其特征在于，所述基于所述输出信号，利用预先配置的计算机程序，实现对所述信号模拟器的自动测试，包括：基于所述输出信号，对模拟器进行参数设置；利用示波器，信号发生器实现对模拟器的信号参数的自动测试。3.根据权利要求2所述的信号模拟器自动检测方法，其特征在于，所述基于所述输出信号，利用预先配置的计算机程序，实现对所述信号模拟器的自动测试，还包括：预先检测当前模块化仪器是否工作正常；将自动测试所用到的测试数据进行保存，获得的测试结果形成报表文件，并基于所述报表文件确定测试结果。4.根据权利要求2所述的信号模拟器自动检测方法，其特征在于，所述基于所述输出信号，对模拟器进行参数设置，包括：模式选择，成像类型选择，数据模式选择，参数设置，微波参数设置。5.根据权利要求4所述的信号模拟器自动检测方法，其特征在于，所述模式选择包括模拟器f状态以及模拟器e状态。6.一种信号模拟器自动检测装置，其特征在于，包括：模拟器，用于生成表征一检定任务的输出信号；pxie硬件系统，与所述模拟器交互，被配置为基于所述输出信号，利用预先配置的计算机程序，实现对所述信号模拟器的自动测试。7.根据权利要求6所述的信号模拟器自动检测装置，其特征在于，所述pxie硬件系统通过pfi总线实现对各个功能子模块的访问控制。8.根据权利要求6所述的信号模拟器自动检测装置，其特征在于，所述pxie硬件系统被进一步配置为：预先检测当前模块化仪器是否工作正常；基于所述输出信号，对模拟器进行参数设置；利用示波器，信号发生器实现对模拟器的信号参数的自动测试；将自动测试所用到的测试数据进行保存，获得的测试结果形成报表文件，并基于所述报表文件确定测试结果。9.根据权利要求8所述的信号模拟器自动检测装置，其特征在于，所述参数设置，包括：模式选择，成像类型选择，数据模式选择，参数设置，微波参数设置。其中，所述模式选择包括模拟器f状态以及模拟器e状态。10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求6至9中任一项所述信号模拟器自动检测装置。

技术总结
本发明提出了一种信号模拟器自动检测方法及装置，方法包括：响应于输入，生成表征一检定任务的输出信号；基于输出信号，利用预先配置的计算机程序，实现对信号模拟器的自动测试。相较于现有技术，本实施例通过设计针对模拟器检定需要便携的模块化装置，通过程序控制仪器实现对仪器的自动设定及参数读取，从而减少人为因素对测试带来的不确定性；并且，本实施例可以减少检定时间，提高仪器的检定效率。提高仪器的检定效率。提高仪器的检定效率。


技术研发人员：申家超 毛立勇 刘南洋 张萍 赵雪莲 刘涛 马艺微 马坤 田一宁 刘鑫扬
受保护的技术使用者：中国人民解放军96963部队
技术研发日：2023.05.17
技术公布日：2023/9/20