軟件零線材在儀器儀表里的運(yùn)用
軟件無線電在測(cè)試儀器中應(yīng)用已呈上升趨勢(shì)。其典型應(yīng)用是任意波形發(fā)生器和矢量信號(hào)分析儀。前者是提供軟件編輯的數(shù)據(jù)文件通過DA變換器產(chǎn)生模擬輸出，后者則是前者的逆過程，即通過AD采集數(shù)據(jù)送軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
N5530S是目前安捷倫公司最新推出的信號(hào)源檢定系統(tǒng)，由PSA高性能頻譜分析儀（加選件1DS、123、233及B7J）、EM P功率計(jì)及傳感器N5532A、N5530S系統(tǒng)軟件及PC構(gòu)成，能夠完成信號(hào)源的所有指標(biāo)測(cè)試，如頻率、調(diào)幅AM深度、調(diào)頻FM頻偏、調(diào)相偏移、調(diào)制速率、調(diào)制失真、射頻功率及調(diào)諧射頻電平等指標(biāo)。在PC中裝入矢量信號(hào)分析軟件還可解調(diào)各種數(shù)字調(diào)制信號(hào)（如FSK、MSK、BPSK、QPSK、及QAM等調(diào)制方式），完成EVM、幅度誤差、相位誤差、IQ偏移等指標(biāo)測(cè)試。
系統(tǒng)組成及工作原理
系統(tǒng)組成如所示。系統(tǒng)由PSA頻譜分析儀、EM P功率計(jì)（配5532A探頭）、PC及系統(tǒng)軟件構(gòu)成。探頭N5532A內(nèi)部除傳統(tǒng)的傳感器外還有一個(gè)功分器。功率計(jì)探頭接信號(hào)源輸出口，信號(hào)源輸出信號(hào)在功率探頭中一分二路，一路進(jìn)入功率傳感器，完成功率測(cè)量，另一路接PSA頻譜分析儀，配合N5530S軟件完成頻率、調(diào)制、調(diào)諧射頻電平及數(shù)字解調(diào)測(cè)試。
5530S測(cè)試系統(tǒng)組成N5532A功率傳感器按頻率范圍分有3種選件：opt504 100 kH z 4. 2 GH z； opt518 10MH z 18 GHz；opt526 30 MH z 26. 5 GHz.根據(jù)我們工作的實(shí)際情況選用了opt504和opt526.EM P功率計(jì)可選用E4416 /7A、E4418A /B及E4419A /B，功率計(jì)的軟件版本選用目前最新版本。頻譜分析儀可選用PSA系列頻譜分析儀（包括E4440A、E4443A、E4445A及E4447A ），儀器軟件版本為A. 06. 00版。我們選用了E4440A（外加opt1DS、123、233及B7J）。
計(jì)算機(jī)要求W indows2000或W indowsXP操作系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)中裝入N5530S測(cè)試軟件。系統(tǒng)除可完成類似于HP8902S信號(hào)源系統(tǒng)的所有功能外，還可進(jìn)行矢量信號(hào)分析。測(cè)量原理：除射頻功率外，所有測(cè)量項(xiàng)目都由PSA頻譜分析儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集， N5530S軟件控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理及顯示。PSA頻譜分析儀的功能是一臺(tái)超外差式接收機(jī)，所有測(cè)試信號(hào)經(jīng)它下變頻到21. 4MH z中頻，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并送PC進(jìn)行處理。
測(cè)量系統(tǒng)中使用的軟件無線電技術(shù)及其優(yōu)點(diǎn)
（ 1）數(shù)字化的調(diào)制解調(diào)器及濾波整形技術(shù)
調(diào)幅AM解調(diào)、調(diào)頻FM解調(diào)、調(diào)相PM解調(diào)及調(diào)制失真等傳統(tǒng)上由模擬器件完成的工作在該系統(tǒng)中都由N5530軟件完成。通過PSA中頻基帶采集的數(shù)據(jù)送入PC中，根據(jù)解調(diào)屬性所依據(jù)的相關(guān)算法計(jì)算出測(cè)量結(jié)果并進(jìn)行顯示。其中滿足測(cè)試用的各種低通、高通、去加重濾波器及檢波器等功能都由其相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式通過軟件編程實(shí)現(xiàn)。進(jìn)行調(diào)制測(cè)量時(shí)，從PSA頻譜分析儀采集來的原始IQ數(shù)據(jù)對(duì)（這些數(shù)據(jù)對(duì)出現(xiàn)在中頻）送由N5530S軟件進(jìn)行處理，分述如下：1）濾波和預(yù)采樣：有助于這一步減小帶外噪聲和寄生信號(hào)，以保持解調(diào)信號(hào)的相對(duì)純凈。如中所示，這一步驟是由89600S軟件完成的；2）解調(diào)檢波（AM、FM及PM ）： IQ數(shù)據(jù)對(duì)按照所選擇的AM、FM或PM方式被解調(diào)。同樣需要選擇低通濾波器及高通濾波器。IQ數(shù)據(jù)對(duì)的取樣速率由IF帶寬及與所選濾波器帶寬?cǎi)詈戏绞降膸捒刂�。高通濾波器決定測(cè)量時(shí)間。在該級(jí)的輸出為基帶信號(hào)；3）后置濾波器：該級(jí)濾波進(jìn)一步減小可能出現(xiàn)在信號(hào)中的帶外噪聲。這些參數(shù)由所選擇的LP低通、HP高通及FM調(diào)頻去加重濾波器決定；4）檢波：檢波方式與8902A面板上的相似，可選擇+ Peak、- Peak、Peak /2或RM S.除RMS外的所有檢波方式是在給定的記錄中檢測(cè)到許多信號(hào)的峰值，這樣可確保得到精確的可重復(fù)的測(cè)量結(jié)果。
RM S有效值檢波用于測(cè)量包含在基帶信號(hào)中的功率；5）平均：檢波所得的結(jié)果再進(jìn)行平均。平均的方式由用戶接口（或IV I- COM API）選擇。有以下方式可選： N ormal（標(biāo)準(zhǔn)）、Exponential（指數(shù)）、Pea kH old（最大保持）；6）功率測(cè)量：由功率計(jì)進(jìn)行測(cè)量后，測(cè)量結(jié)果送入PC由顯示器監(jiān)測(cè)。當(dāng)使用IV I- COM API，測(cè)量結(jié)果送入用戶軟件作進(jìn)一步的處理；7）頻率測(cè)量和調(diào)諧射頻電平測(cè)量：如、RESEARCH DEVELOPMENT所示，調(diào)諧射頻電平和頻率計(jì)需要PSA采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，以得到準(zhǔn)確的頻率及幅度值。這些頻率及幅度的測(cè)量值經(jīng)由GPIB總線傳輸?shù)絇C由N5530S軟件進(jìn)行處理。
（ 2） PSA頻譜分析儀中大量使用了數(shù)字化器件
如中頻濾波器RBW大量采用數(shù)字濾波器由頻譜分析儀軟件實(shí)現(xiàn)，代替了以往頻譜分析儀的由多個(gè)濾波器組成的濾波器組。分辨帶寬由8 MHz到1 H z，步進(jìn)變化改變了傳統(tǒng)的1 3檔固定步進(jìn)，可隨意設(shè)置，而不是以往的固定的幾個(gè)可選值。
（ 3）儀器面板的全數(shù)字化
為了方便用戶的使用習(xí)慣并使測(cè)試過程更加直觀，該軟件編制了與8902A測(cè)試接收機(jī)幾乎相同的儀器面板。通過該面板作為用戶接口，啟動(dòng)軟件對(duì)硬件的控制、數(shù)據(jù)采集及后期處理。用戶只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)即可得到與8902A接收機(jī)測(cè)試完全類似的結(jié)果。同時(shí)該系統(tǒng)還有以往測(cè)試接收機(jī)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)：可根據(jù)測(cè)試需要選取批測(cè)試（一次完成頻率、功率、調(diào)制等）；通過IV I- COM API將被測(cè)件方便地編入儀器系統(tǒng)，完成全自動(dòng)測(cè)試。
（ 4）具有與傳統(tǒng)儀器不可比擬的優(yōu)點(diǎn)
1）較少的硬件：由前述可知，該系統(tǒng)僅由PSA頻譜分析儀、功率計(jì)及PC和軟件構(gòu)成，而完成同樣功能的8902S信號(hào)源檢定系統(tǒng)除8902A測(cè)試接收機(jī)外還需配置本振源、下變頻器、音頻分析儀、頻譜分析儀、頻率計(jì)等方可完成模擬信號(hào)源指標(biāo)的檢定。
如果要測(cè)試數(shù)字調(diào)制信號(hào)，還需配備矢量信號(hào)分析儀等儀器。因此，該系統(tǒng)與以往信號(hào)源檢定系統(tǒng)比較儀器配置極大地簡(jiǎn)化，成本大大降低。
2）操作更方便： 8902S信號(hào)源檢定系統(tǒng)中各參數(shù)由分離儀器完成，操作較復(fù)雜，尤其是8902S系統(tǒng)用在頻率1 300 MH z以上時(shí)，除設(shè)置本振源頻率需要比被測(cè)信號(hào)源頻率高固定的數(shù)值外，還需在8902A主機(jī)上調(diào)用多個(gè)特殊功能鍵，輸入與被測(cè)信號(hào)有固定差值關(guān)系的數(shù)據(jù)，方能使儀器工作在正常狀態(tài)。在功率測(cè)試前需要手動(dòng)輸入功率計(jì)校準(zhǔn)因子，操作步驟繁雜、耗時(shí)。而使用5530S系統(tǒng)檢定信號(hào)源時(shí)，只需輕點(diǎn)鼠標(biāo)及可完成相應(yīng)的測(cè)試項(xiàng)目。
根據(jù)用戶需要還可將多個(gè)測(cè)試項(xiàng)目集成，一次完成多項(xiàng)測(cè)試。
3）便于二次開發(fā)： 5530S中的IV I- COM API端口為儀器完成全自動(dòng)檢測(cè)提供了開放的開發(fā)環(huán)境，用戶只需通過必要的步驟，編制被檢儀器的命令庫(kù)或函數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢儀器的控制，從而實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)檢定。
4結(jié)束
軟件無線電作為一種新興的技術(shù)手段，其應(yīng)用范圍非常廣泛。在測(cè)試儀器領(lǐng)域，可替代一些傳統(tǒng)模擬部（器）件，完成面板仿真，實(shí)現(xiàn)交互測(cè)試及各種儀器硬件的資源共享，為系統(tǒng)級(jí)測(cè)試提供開放的用戶環(huán)境。中國(guó)糧油儀器網(wǎng) http://www.pfyin.com/
