一種基於PXIe合成儀器架構的射頻和微波綜合儀器的製作方法
2023-06-02 05:12:31
專利名稱：一種基於PXIe合成儀器架構的射頻和微波綜合儀器的製作方法
技術領域：
本發明涉及射頻/微波儀器技術領域，特別是涉及一種基於PXIe合成儀器架構的射頻和微波綜合儀器。
背景技術：
當今自動測試系統中最大的問題不是在新裝備的自動測試系統中吸納先進技術使其達到更高測試性能，而是對已有的和新的自動測試系統在20多年或更長壽命周期的
管理問題。武器系統的更新和管理，延長了武器系統的壽命，可能是20年或更長，這要求自動測試系統也可以在這麼長的時間內對其進行保障。武器系統持續的過時管理問題的費用相對來說是有保證的，但是要為現有的測試系統提供大筆費用就困難的多。因此，為了防止以後出現同樣的問題，現在就必須解決未來的自動測試系統過時管理問題。目前國內的自動測試系統和國外早期的自動測試系統中大量採用專門的設計電路完成武器系統的測試保障工作，這些測試儀器很快在技術上就過時了，因為無法獲得備件，保障工作越來越困難，而且維修費用也越來越高。目前，合成儀器是一種較好的技術解決途徑，合成儀器的發展是對傳統的單一儀器的補充，人們可以選擇不同的合成儀器部件以滿足所需儀器性能方面的要求，以避免設備技術過時問題。由於合成儀器的信號發生和信號處理等通過與硬體平臺無關的軟體程序來完成，通過下載新程序或更新驅動程序就可以改變或擴充儀器的性能。當出現技術過時問題時，採用通用的編程標準如IVI可以很容易地過渡到替代的硬體和軟體上。隨著個人計算機的快速發展，數據處理能力加強了，費用降低了。A/D和D/A轉換器也已商品化，並且轉換速度和解析度逐年提高。這些都為合成儀器提供有力的技術支撐。PXIe是新一代測試總線，具有更小的體積和更高的性能，因此，具有PXIe架構的合成儀器能夠解決通信/雷達電子裝備測試系統小型化外，還具有更低的成本和更高的機動性能。
發明內容
有鑑於此，本發明提供一種基於PXIe合成儀器架構的射頻/微波綜合儀器，通過共用處理模塊，以解決通信/雷達電子裝備測試系統的小型化，滿足新一代自動測試系統的需求。為達到上述目的，該方案是這樣實現的一種基於PXIe合成儀器架構的射頻和微波綜合儀器，該綜合儀器包括控制平臺、 PXIe系統控制器、數位化儀模塊、信號發生器模塊、下變頻模塊、下變頻本振、上變頻模塊、 上變頻本振和合成儀器硬體接口；控制平臺通過PXIe系統控制器接入PXIe總線，數位化儀模塊、信號發生器模塊、 下變頻模塊、下變頻本振、上變頻模塊和上變頻本振均接入PXIe總線，合成儀器硬體接口與數位化儀模塊以及合成儀器硬體接口與信號發生器模塊之間具有信號線直通通道；下變頻模塊連接下變頻本振和數位化儀模塊，上變頻模塊連接上變頻本振和信號發生器模塊； 下變頻模塊和上變頻模塊連接合成儀器硬體接口；PXIe系統控制器，用於將控制平臺的信息編譯為符合PXIe總線協議的數據在 PXIe總線上傳輸，解析從PXIe總線上獲取的數據並發送給控制平臺；信號發生器模塊通過選定作為任意波形發生器或基帶信號發生器；該信號發生器模塊包括兩個信號產生通道，在作為任意波發生器時，採用任意一個信號產生通道，根據來自PXIe總線的配置信息產生波形信號通過信號線直通通道輸出到合成儀器硬體接口 ；在作為基帶發生器時，根據來自PXIe總線的配置信息，兩個信號產生通道產生正交的IQ兩路信號作為基帶信號輸出到上變頻模塊；上變頻模塊，用於對來自信號發生器模塊的基帶信號進行上變頻，然後通過合成儀器硬體接口發射出去；上變頻本振，用於為上變頻模塊提供本振信號；下變頻模塊，用於對來自合成儀器硬體接口的射頻信號進行下變頻，然後將得到的中頻信號發送給數位化儀模塊；下變頻本振，用於為下變頻模塊提供本振信號；數位化儀模塊通過選定作為時域數位化儀或中頻數位化儀，該數位化儀模塊根據來自PXIe總線的配置信息對接收到的頻率信號進行選定功能對應的處理，然後發送給控制平臺；控制平臺，用於根據外部選定的本綜合儀器功能進行各模塊的配置當選定時域數位化儀功能控制平臺通過PXIe總線配置數位化儀模塊通過信號線直通通道直接從合成儀器硬體接口接收低頻信號，由數位化儀模塊對低頻信號進行處理，然後通過PXIe總線將處理結果發送到控制平臺；當選定中頻數位化儀功能控制平臺通過PXIe總線啟動並配置下變頻本振和下變頻模塊，配置數位化儀模塊直接從下變頻模塊接收中頻信號，對中頻信號進行處理，然後通過PXIe總線將處理結果發送到控制平臺；當選定任意波發生器功能控制平臺通過PXIe總線啟動信號發生器模塊切換到任意波形發生器功能，並將產生的波形通過信號線直通通道發送給合成儀器硬體接口 ；當選定射頻信號源功能控制平臺通過PXIe總線啟動信號發生器模塊切換到基帶信號發生器功能，並且啟動和配置上變頻模塊和上變頻本振模塊，基帶信號發生器將產生的兩路IQ兩路信號發送給上變頻模塊。其中，所述中頻數位化儀功能包括射頻頻譜儀功能；所述控制平臺進一步用於當選定所述數位化儀模塊處於射頻頻譜儀功能時，控制平臺通過PXIe總線啟動下變頻本振和下變頻模塊工作，配置下變頻本振的本振頻率在一個範圍內循環變化，從而實現掃頻功能；下變頻模塊具有多個中頻頻率IF，每個IF對應一個帶寬，控制平臺配置下變頻模塊的IF，使得輸出給數位化儀模塊的信號在所需帶寬內；控制平臺通過PXIe總線配置數位化儀模塊直接從下變頻模塊接收中頻信號，由數位化儀模塊對中頻信號進行採集和存儲，然後通過PXIe總線將存儲的波形數據發送到控制平臺，由控制平臺完成頻譜分析過程；
其中，中頻數位化儀功能包括矢量信號分析儀功能；所述控制平臺進一步用於當選定所述數位化儀模塊處於矢量信號分析儀功能時，控制平臺通過PXIe總線啟動下變頻本振和下變頻模塊工作，配置下變頻本振的本振頻率固定在預設的點頻，配置下變頻模塊的IF，使得輸出給數位化儀模塊的信號在所需帶寬內；控制平臺配置數位化儀模塊直接從下變頻模塊接收中頻信號，由數位化儀模塊對中頻信號進行數字下變頻，得到 I、Q分量通過PXIe總線發送到控制平臺，由控制平臺完成矢量信號分析功能。優選地，所述數位化儀模塊包括中頻數位化儀輸入埠、時域數位化儀輸入埠、 埠選擇電路、信號調理電路、A/D轉換電路和數字處理單元；所述數字處理單元包括中頻數位化儀數位訊號處理通道、時域數位化儀數位訊號處理通道和PXIe總線接口 ；a)數位化儀模塊處於時域數位化儀功能時埠選擇電路根據來自PXIe總線的配置信息選擇時域數位化儀輸入埠接收來自合成儀器硬體接口的信號，所接收信號經過信號調理電路和A/D轉換電路後送入時域數位化儀數位訊號處理通道；時域數位化儀數位訊號處理通道實現觸發檢測、數據存儲和波形參數估計處理，處理結果通過PXIe總線接口送入控制平臺；b)數位化儀模塊處於中頻數位化儀功能時埠選擇電路根據來自PXIe總線的配置信息選擇中頻數位化儀輸入埠接收來自下變頻模塊的信號，所接收信號經過信號調理電路和A/D轉換電路後送入中頻數位化儀數位訊號處理通道；中頻數位化儀數位訊號處理通道實現數字下變頻、數據存儲，處理結果通過PXIe總線接口送入控制平臺。優選地，所述信號發生器模塊包括任意波形發生器埠、基帶信號發生器I埠、 基帶信號發生器Q埠、PXIe總線接口、波形引擎、存儲管理模塊、存儲晶片、基帶信號處理引擎、雙通道D/A轉換器、信號調理電路A和信號調理電路B ；c)信號發生器模塊處於任意波形發生器功能時PXIe總線接口將控制平臺配置的波形數據通過存儲管理模塊下載到存儲晶片中； 啟動工作後，波形引擎通過存儲管理模塊從存儲晶片中獲取波形數據，並直接送給雙通道 D/A轉換器的其中一個通道進行數模轉換後輸出，信號調理電路A依據配置的波形參數對雙通道D/A轉換器的輸出進行幅值調整和偏置操作，最終將模擬波形信號通過任意波形發生器埠直接輸出給合成儀器硬體接口；d)信號發生器模塊處於基帶信號發生器功能時PXIe總線接口將控制平臺配置的波形數據通過存儲管理模塊下載到存儲晶片中； 啟動工作後，波形引擎通過存儲管理模塊從存儲晶片中獲取波形數據，並送給基帶信號處理引擎進行內插和數字濾波處理，得到I、Q兩路數位訊號，I、Q兩路數位訊號分別送給雙通道D/A轉換器的兩個通道進行數模轉換，兩個信號調理電路依據配置的波形參數對雙通道 D/A轉換器輸出的兩路信號進行幅值調整和偏置操作，最終將I、Q兩路模擬信號送通過基帶信號發生器I埠和Q埠輸出給上變頻模塊。有益效果本發明基於PXIe架構，設計了一種綜合了信號源和分析儀的綜合儀器。控制平臺通過PXIe總線配置本儀器工作在某個功能下。本發明採用了共用處理模塊，以解決通信/ 雷達電子裝備測試系統的小型化問題。通過PXIe總線，控制平臺還可以升級數位化儀模塊和信號發生器模塊的功能，從而滿足了測試系統更新換代的需要。本發明還提供了數位化儀模塊以及信號發生器模塊的實施範例，其儘可能的共有相同功能的模塊，有利於設備小型化。
圖1為本發明基於PXIe合成儀器架構的射頻/微波綜合儀器的結構示意圖。圖2為圖1中數位化儀模塊的具體結構示意圖。圖3為圖1中信號發生器模塊的具體結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式
作進一步詳細描述。本發明實施例提供了一種基於PXIe合成儀器架構的射頻/微波綜合儀器，如圖1 所示，該綜合儀器包括控制平臺、PXIe系統控制器、數位化儀模塊、信號發生器模塊、下變頻模塊、下變頻本振、上變頻模塊、上變頻本振和合成儀器硬體接口。上述這些組成部件可以設置於PXIe機箱中，PXIe系統控制器可以採用PXIe嵌入式系統控制器或PXIe外掛式系統控制器。而且，PXIe機箱、PXIe系統控制器可以選用標準的貨架產品。上述各模塊的連接關係為控制平臺通過PXIe系統控制器接入PXIe總線，數位化儀模塊、信號發生器模塊、下變頻模塊、下變頻本振、上變頻模塊和上變頻本振均接入PXIe 總線，合成儀器硬體接口與數位化儀模塊以及合成儀器硬體接口與信號發生器模塊之間具有信號線直通通道；下變頻模塊連接下變頻本振和數位化儀模塊，上變頻模塊連接上變頻本振和信號發生器模塊；下變頻模塊和上變頻模塊連接合成儀器硬體接口 ；合成儀器硬體接口向外部被測對象發射信號或接收來自外部的信號。信號發生器模塊、上變頻本振、上變頻模塊構成射頻/微波信號源，可以產生用戶設置的任意波形或者基帶信號。數位化儀模塊、下變頻本振、下變頻模塊構成射頻/微波分析儀器，其可以作為頻譜分析儀、矢量信號分析儀等常用射頻/微波儀器。控制平臺通過 PXIe總線選通相應模塊，從而實現本綜合儀器處於其中一種功能。下面對各個組成部件的功能進行詳細描述。PXIe系統控制器，用於將控制平臺的信息編譯為符合PXIe總線協議的數據在 PXIe總線上傳輸，解析從PXIe總線上獲取的數據並發送給控制平臺。信號發生器模塊通過選定可作為任意波形發生器或基帶信號發生器。該信號發生器模塊包括兩個信號產生通道，在作為任意波發生器時，採用任意一個信號產生通道，根據來自PXIe總線的配置信息產生設定波形通過信號線直通通道輸出到合成儀器硬體接口 ； 在作為基帶發生器時，根據來自PXIe總線的配置信息，兩個信號產生通道產生正交的IQ兩路信號作為基帶信號輸出到上變頻模塊。通過PXIe總線可以更新信號發生器模塊的固件， 以便於升級。上變頻模塊，用於對來自信號發生器模塊的基帶信號進行上變頻，然後通過合成儀器硬體接口發射出去。上變頻本振，用於為上變頻模塊提供本振信號。下變頻模塊，用於對來自合成儀器硬體接口的射頻信號進行下變頻，然後將得到的中頻信號發送給數位化儀模塊。下變頻本振，用於為下變頻模塊提供本振信號。數位化儀模塊通過選定可作為時域數位化儀即示波器或具有數據處理功能的中頻數位化儀，該數位化儀模塊根據來自PXIe總線的配置信息對接收到的頻率信號進行相應處理，然後發送給控制平臺。通過PXIe總線可以更新數位化儀模塊的固件，以便於升級。控制平臺，用於根據外部選定的本綜合儀器功能對各模塊進行配置(1)當選定時域數位化儀功能控制平臺通過PXIe總線配置數位化儀模塊通過信號線直通通道直接從合成儀器硬體接口接收低頻信號，由數位化儀模塊對低頻信號進行處理，然後通過PXIe總線將處理結果(存儲的波形數據和波形參數)發送到控制平臺；(2)當選定中頻數位化儀功能控制平臺通過PXIe總線啟動下變頻本振和下變頻模塊工作，控制平臺通過PXIe總線配置數位化儀模塊直接從下變頻模塊接收中頻信號，對中頻信號進行處理，然後通過PXIe總線將處理結果發送到控制平臺。中頻數位化儀功能還可以具體化為射頻頻譜儀功能、矢量信號分析儀功能以及其他中頻數位化儀功能。具體來說·當選定射頻頻譜儀功能控制平臺通過PXIe總線啟動下變頻本振和下變頻模塊工作，配置下變頻本振的本振頻率在一個範圍內循環變化，從而實現掃頻功能；下變頻模塊具有多個中頻頻率IF， 每個IF對應一個帶寬，控制平臺配置下變頻模塊的IF，使得輸出給數位化儀模塊的信號在所需帶寬內；控制平臺通過PXIe總線配置數位化儀模塊直接從下變頻模塊接收中頻信號， 由數位化儀模塊對中頻信號進行採集和存儲，然後通過PXIe總線將存儲的波形數據和波形參數發送到控制平臺，控制平臺完成頻譜分析過程。 當選定矢量信號分析儀功能控制平臺通過PXIe總線啟動下變頻本振和下變頻模塊工作，配置下變頻本振的本振頻率固定在預設的點頻，配置下變頻模塊的IF，使得輸出給數位化儀模塊的信號在所需帶寬內；控制平臺配置數位化儀模塊直接從下變頻模塊接收中頻信號，由數位化儀模塊對中頻信號進行數字下變頻，得到I、Q分量通過PXIe總線發送到控制平臺，控制平臺完成矢量信號分析功能。(3)當選定任意波發生器功能控制平臺通過PXIe總線啟動信號發生器模塊切換到任意波形發生器功能，並將產生的波形通過信號線直通通道經由合成儀器硬體接口發送出去。(4)當選定射頻信號源功能控制平臺通過PXIe總線啟動信號發生器模塊切換到基帶信號發生器功能，並且啟動和配置上變頻模塊和上變頻本振模塊，基帶信號發生器將產生的兩路IQ兩路信號發送給上變頻模塊。優先地，在綜合儀器處理頻率較高時，該綜合儀器可以進一步包括第一預選器，該預選器為可編程濾波器。第一預選器與下變頻模塊相連並且接入PXIe總線，第一預選器在下變頻模塊之前濾波從合成儀器硬體接口輸入的射頻信號；控制平臺通過PXIe總線配置第一預選器參與或不參與射頻信號濾波處理，以及參與濾波處理情況下的中心頻率。同樣，該綜合儀器還可以進一步包括第二預選器，該預選器為可編程濾波器。第二預選器與上變頻模塊相連並且接入PXIe總線，第二預選器對上變頻模塊輸出的射頻信號進行濾波；控制平臺通過PXIe總線配置第二預選器參與或不參與射頻信號濾波處理，以及參與濾波處理情況下的中心頻率。可見，本發明基於PXIe架構，設計了一種綜合了信號源和分析儀的綜合儀器。控制平臺通過PXIe總線配置本儀器工作在某個功能下。本發明採用了共用處理模塊，以解決通信/雷達電子裝備測試系統的小型化問題。通過PXIe總線，控制平臺還可以升級數位化儀模塊和信號發生器模塊的功能，從而滿足了測試系統更新換代的需要。圖2為本實施例中數位化儀模塊的具體結構示意圖。如圖2所示，數位化儀模塊有兩個輸入埠，分別為中頻數位化儀輸入埠和時域數位化儀輸入埠，中頻數位化儀輸入埠連接下變頻模塊，時域數位化儀輸入埠連接合成儀器硬體接口。數位化儀模塊還包括埠選擇電路、信號調理電路、A/D轉換電路和數字處理單元。數字處理單元包括中頻數位化儀數位訊號處理通道、時域數位化儀數位訊號處理通道和PXIe總線接口。a)處於時域數位化儀功能時，埠選擇電路根據來自PXIe總線的配置信息選擇時域數位化儀輸入埠的信號，所接收信號經過信號調理電路和A/D轉換電路後送入時域數位化儀數位訊號處理通道，時域數位化儀數位訊號處理通道主要實現觸發檢測、數據存儲和波形參數估計處理，處理結果通過PXIe總線接口送入控制平臺。b)處於中頻數位化儀功能時，埠選擇電路根據來自PXIe總線的配置信息選擇中頻數位化儀輸入埠的信號，所接收信號經過信號調理電路和A/D轉換電路後送入中頻數位化儀數位訊號處理通道，中頻數位化儀數位訊號處理通道主要實現數字下變頻和數據存儲，處理結果通過PXIe總線接口送入控制平臺。上文已經提及，中頻數位化儀功能具體分為射頻頻譜儀功能和矢量信號分析儀功能。當選定射頻頻譜儀功能時，中頻數位化儀數位訊號處理通道完成中頻信號進行採集和存儲，然後通過PXIe總線將存儲的波形數據發送到控制平臺；當選定矢量信號分析儀功能時，中頻數位化儀數位訊號處理通道對中頻信號進行數字下變頻，得到I、Q分量通過PXIe 總線發送到控制平臺。該數字處理單元可通過FPGA晶片或FPGA晶片+DSP晶片實現。圖3為本實施例中信號發生器模塊的具體結構示意圖。如圖3所示，該信號發生器模塊有三個輸出埠，分別為任意波形發生器輸出埠、基帶信號發生器I埠和基帶信號發生器Q埠。信號發生器模塊還包括PXIe總線接口、波形引擎、存儲管理模塊、存儲晶片、基帶信號處理引擎、雙通道D/A轉換器、信號調理電路A和信號調理電路B。任意波形發生器信號和基帶信號發生器I支路共享同一信號調理電路A，兩個信號調理電路A、B分別連接雙通道D/A轉換器的A、B兩個通道的輸出端，雙通道D/A轉換器A通道的輸入端連接基帶信號處理引擎的I路信號輸出口以及波形引擎，雙通道D/A轉換器B通道的輸入端連接基帶信號處理引擎的Q路信號輸出口。c)處於任意波形發生器功能時，PXIe總線接口將控制平臺配置的波形數據(這裡可以為歸一化波形數據)通過存儲管理模塊下載到存儲晶片中。啟動工作後，波形引擎通過存儲管理模塊從存儲晶片中獲取波形數據，並直接送給雙通道D/A轉換器的A通道，信號調理電路A依據配置的波形參數對雙通道D/A轉換器的輸出進行幅值調整(放大、衰減) 和偏置操作，最終將得到的模擬波形信號送至任意波形發生器埠。d)處於基帶信號發生器功能時，PXIe總線接口將控制平臺配置的波形數據通過存儲管理模塊下載到存儲晶片中，啟動工作後，波形引擎通過存儲管理模塊從存儲晶片中獲取波形數據，並送給基帶信號處理引擎進行內插和數字濾波處理，得到I、Q兩路數位訊號，I、Q兩路數位訊號分別送給雙通道D/A轉換器的兩個通道進行數模轉換，兩個信號調理電路依據配置的波形參數對雙通道D/A轉換器輸出的兩路信號進行幅值調整(放大、衰減) 和偏置操作，最終將I、Q兩路模擬信號送至基帶信號發生器的I埠和Q埠。圖2和圖3示出的結構最大程度共用模塊，有利於小型化。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種基於PXIe合成儀器架構的射頻和微波綜合儀器，其特徵在於，該綜合儀器包括控制平臺、PXIe系統控制器、數位化儀模塊、信號發生器模塊、下變頻模塊、下變頻本振、上變頻模塊、上變頻本振和合成儀器硬體接口 ；控制平臺通過PXIe系統控制器接入PXIe總線，數位化儀模塊、信號發生器模塊、下變頻模塊、下變頻本振、上變頻模塊和上變頻本振均接入PXIe總線，合成儀器硬體接口與數位化儀模塊以及合成儀器硬體接口與信號發生器模塊之間具有信號線直通通道；下變頻模塊連接下變頻本振和數位化儀模塊，上變頻模塊連接上變頻本振和信號發生器模塊；下變頻模塊和上變頻模塊連接合成儀器硬體接口；PXIe系統控制器，用於將控制平臺的信息編譯為符合PXIe總線協議的數據在PXIe總線上傳輸，解析從PXIe總線上獲取的數據並發送給控制平臺；信號發生器模塊通過選定作為任意波形發生器或基帶信號發生器；該信號發生器模塊包括兩個信號產生通道，在作為任意波發生器時，採用任意一個信號產生通道，根據來自 PXIe總線的配置信息產生波形信號通過信號線直通通道輸出到合成儀器硬體接口 ；在作為基帶發生器時，根據來自PXIe總線的配置信息，兩個信號產生通道產生正交的IQ兩路信號作為基帶信號輸出到上變頻模塊；上變頻模塊，用於對來自信號發生器模塊的基帶信號進行上變頻，然後通過合成儀器硬體接口發射出去；上變頻本振，用於為上變頻模塊提供本振信號；下變頻模塊，用於對來自合成儀器硬體接口的射頻信號進行下變頻，然後將得到的中頻信號發送給數位化儀模塊；下變頻本振，用於為下變頻模塊提供本振信號；數位化儀模塊通過選定作為時域數位化儀或中頻數位化儀，該數位化儀模塊根據來自 PXIe總線的配置信息對接收到的頻率信號進行選定功能對應的處理，然後發送給控制平臺；控制平臺，用於根據外部選定的本綜合儀器功能進行各模塊的配置 當選定時域數位化儀功能控制平臺通過PXIe總線配置數位化儀模塊通過信號線直通通道直接從合成儀器硬體接口接收低頻信號，由數位化儀模塊對低頻信號進行處理，然後通過PXIe總線將處理結果發送到控制平臺；當選定中頻數位化儀功能控制平臺通過PXIe總線啟動並配置下變頻本振和下變頻模塊，配置數位化儀模塊直接從下變頻模塊接收中頻信號，對中頻信號進行處理，然後通過 PXIe總線將處理結果發送到控制平臺；當選定任意波發生器功能控制平臺通過PXIe總線啟動信號發生器模塊切換到任意波形發生器功能，並將產生的波形通過信號線直通通道發送給合成儀器硬體接口 ；當選定射頻信號源功能控制平臺通過PXIe總線啟動信號發生器模塊切換到基帶信號發生器功能，並且啟動和配置上變頻模塊和上變頻本振模塊，基帶信號發生器將產生的兩路IQ兩路信號發送給上變頻模塊。
2.如權利要求1所述的綜合儀器，其特徵在於，該綜合儀器進一步包括第一預選器； 第一預選器與下變頻模塊相連並且接入PXIe總線，第一預選器在下變頻模塊之前濾波輸入的射頻信號；控制平臺通過PXIe總線配置第一預選器參與或不參與射頻信號濾波處理，以及參與濾波處理情況下的中心頻率。
3.如權利要求1所述的綜合儀器，其特徵在於，該綜合儀器進一步包括第二預選器；第二預選器與上變頻模塊相連並且接入PXIe總線，第二預選器對上變頻模塊輸出的射頻信號進行濾波；控制平臺通過PXIe總線配置第二預選器參與或不參與射頻信號濾波處理，以及參與濾波處理情況下的中心頻率。
4.如權利要求1所述的綜合儀器，其特徵在於，所述中頻數位化儀功能包括射頻頻譜儀功能；所述控制平臺進一步用於當選定所述數位化儀模塊處於射頻頻譜儀功能時，控制平臺通過PXIe總線啟動下變頻本振和下變頻模塊工作，配置下變頻本振的本振頻率在一個範圍內循環變化，從而實現掃頻功能；下變頻模塊具有多個中頻頻率IF，每個IF對應一個帶寬，控制平臺配置下變頻模塊的IF，使得輸出給數位化儀模塊的信號在所需帶寬內；控制平臺通過PXIe總線配置數位化儀模塊直接從下變頻模塊接收中頻信號，由數位化儀模塊對中頻信號進行採集和存儲，然後通過PXIe總線將存儲的波形數據發送到控制平臺，由控制平臺完成頻譜分析過程。
5.如權利要求1所述的綜合儀器，其特徵在於，中頻數位化儀功能包括矢量信號分析儀功能；所述控制平臺進一步用於當選定所述數位化儀模塊處於矢量信號分析儀功能時，控制平臺通過PXIe總線啟動下變頻本振和下變頻模塊工作，配置下變頻本振的本振頻率固定在預設的點頻，配置下變頻模塊的IF，使得輸出給數位化儀模塊的信號在所需帶寬內；控制平臺配置數位化儀模塊直接從下變頻模塊接收中頻信號，由數位化儀模塊對中頻信號進行數字下變頻，得到I、Q 分量通過PXIe總線發送到控制平臺，由控制平臺完成矢量信號分析功能。
6.如權利要求1所述的綜合儀器，其特徵在於，所述數位化儀模塊包括中頻數位化儀輸入埠、時域數位化儀輸入埠、埠選擇電路、信號調理電路、A/D轉換電路和數字處理單元；所述數字處理單元包括中頻數位化儀數位訊號處理通道、時域數位化儀數位訊號處理通道和PXIe總線接口 ；a)數位化儀模塊處於時域數位化儀功能時埠選擇電路根據來自PXIe總線的配置信息選擇時域數位化儀輸入埠接收來自合成儀器硬體接口的信號，所接收信號經過信號調理電路和A/D轉換電路後送入時域數位化儀數位訊號處理通道；時域數位化儀數位訊號處理通道實現觸發檢測、數據存儲和波形參數估計處理，處理結果通過PXIe總線接口送入控制平臺；b)數位化儀模塊處於中頻數位化儀功能時埠選擇電路根據來自PXIe總線的配置信息選擇中頻數位化儀輸入埠接收來自下變頻模塊的信號，所接收信號經過信號調理電路和A/D轉換電路後送入中頻數位化儀數位訊號處理通道；中頻數位化儀數位訊號處理通道實現數字下變頻、數據存儲，處理結果通過 PXIe總線接口送入控制平臺。
7.如權利要求1所述的綜合儀器，其特徵在於，所述信號發生器模塊包括任意波形發生器埠、基帶信號發生器I埠、基帶信號發生器Q埠、PXIe總線接口、波形引擎、存儲管理模塊、存儲晶片、基帶信號處理引擎、雙通道D/A轉換器、信號調理電路A和信號調理電路B ；c)信號發生器模塊處於任意波形發生器功能時PXIe總線接口將控制平臺配置的波形數據通過存儲管理模塊下載到存儲晶片中；啟動工作後，波形引擎通過存儲管理模塊從存儲晶片中獲取波形數據，並直接送給雙通道D/A 轉換器的其中一個通道進行數模轉換後輸出，信號調理電路A依據配置的波形參數對雙通道D/A轉換器的輸出進行幅值調整和偏置操作，最終將模擬波形信號通過任意波形發生器埠直接輸出給合成儀器硬體接口；d)信號發生器模塊處於基帶信號發生器功能時PXIe總線接口將控制平臺配置的波形數據通過存儲管理模塊下載到存儲晶片中；啟動工作後，波形引擎通過存儲管理模塊從存儲晶片中獲取波形數據，並送給基帶信號處理引擎進行內插和數字濾波處理，得到I、Q兩路數位訊號，I、Q兩路數位訊號分別送給雙通道 D/A轉換器的兩個通道進行數模轉換，兩個信號調理電路依據配置的波形參數對雙通道D/ A轉換器輸出的兩路信號進行幅值調整和偏置操作，最終將I、Q兩路模擬信號送通過基帶信號發生器I埠和Q埠輸出給上變頻模塊。
8.如權利要求1所述的綜合儀器，其特徵在於，所述控制平臺進一步用於，通過PXIe總線更新數位化儀模塊和信號發生器模塊的固件。
9.如權利要求1所述的綜合儀器，其特徵在於，所述PXIe系統控制器採用PXIe嵌入式系統控制器或PXIe外掛式系統控制器。
全文摘要
本發明公開了一種基於PXIe合成儀器架構的射頻和微波綜合儀器，控制平臺通過PXIe系統控制器接入PXIe總線，數位化儀模塊、信號發生器模塊、下變頻模塊、下變頻本振、上變頻模塊和上變頻本振均接入PXIe總線，合成儀器硬體接口與數位化儀模塊以及合成儀器硬體接口與信號發生器模塊之間具有信號線直通通道；下變頻模塊連接下變頻本振和數位化儀模塊，上變頻模塊連接上變頻本振和信號發生器模塊；下變頻模塊和上變頻模塊連接合成儀器硬體接口；控制平臺通過配置使得本綜合儀器處於不同的功能。本發明通過共用處理模塊，以解決通信/雷達電子裝備測試系統的小型化，滿足新一代自動測試系統的需求。
文檔編號H04B17/00GK102497237SQ20111039230
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月1日 優先權日2011年12月1日
發明者馮偉, 劉金川, 史浩, 智國寧, 王石記 申請人:北京航天測控技術有限公司