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摘要本课题是利用由矢量网络分析仪和计算机组成的自动化测试系统，采用局域网远程控制协议，可以针对规模在 32IN/32OUT以内的各种频段开关交换阵列进行测试。 本文介绍了矢量网络分析仪的工作原理、主要功能及其使用方法。基于 VBA 平台及SICL-LAN 网线接口协议，设计软件，控制矢量网络分析仪。首先对测量仪器进行校准，然后通过计算机控制矢量网络分析仪，对给定输入、输出端口间的被测设备参数进行测量。通过计算机软件对开关矩阵进行通道切换，重复测量步骤，依次测得所有输入输出端口组合的参数。自动化测试系统将记录给定格式的参数数据，生成散射系数测量曲线，并存储以方便复查不合格件时调用数据。30909
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毕业论文关键词 矢量网络分析仪 开关矩阵 自动化测试
Title The research and design of signal switch matrix test system based on VNA
Abstract This topic uses the automatic testing system which consists of a vector network analyzer and a computer. It uses LAN remote control protocol to test all kinds of frequency band switch matrix within the range of 32IN/32OUT. This paper introduces the main function, working principle and using method of the vector network analyzer. Based on VBA software platform and SICL-LAN network protocol, designing a software to control the vector network analyzer. First step is to calibrate the measuring instrument. And then controlling vector network analyzer through the computer to measure device parameters between given input and output ports. Through the computer software to switch matrix channel, the measurement procedure can be repeated. The automatic test system will record all data and save them to generate several graphs.
Keywords vector network analyzer Visual Basic for application switch matrix automatic testing system
目录
1引言.1
1.1主题1
1.2目的1
1.3背景1
1.4矢量网络分析仪2
1.5网络分析仪测量方法3
2系统架构.7
2.1设计思路7
2.2软件设计8
3控制协议11
3.1VBA的宏程序.11
3.2VBA宏的连接.12
4校准15
4.1校准简介.15
4.2校准考虑事项.15
4.3测量误差及它们的特性.16
4.4选择校准件.16
4.5全双端口校准.17
5测量23
5.1地址匹配.23
5.2初始化设置.24
5.3激励设置.24
5.4校准.24
5.5Trace（轨迹）设置24
5.6参数设置.25
5.7数据读取.26
5.8数据存储.29
结论.31
致谢.32
参考文献33
附录程序代码34
1 引言 1.1 主题 利用由矢量网络分析仪和计算机组成的自动化测试系统，采用局域网远程控制协议，可以针对规模在 32IN/32OUT 以内的各种频段开关交换阵列进行测试。 1.2 目的 编写测试程序，使用上位机（PC 机）控制开关以及网络分析仪协同工作，对被测设备进行相关参数测量，并将结果从仪表回读到计算机，然后存储。 测量指定端口间的回波损耗、插入损耗、驻波系数等基本参数[1]。由于被测设备不一定只有单一输入端和输出端，可能具有多个输入输出端口（可能为 32 进 32 出，可能为 4 进 4出，不一样的被测件端口个数也有差别） ，同时网络分析仪仅有两个测量端口，因此对被测件的不同端口进行测量时不可避免的要进行接口的多次插拔，这是一个比较费时费力的过程。基于这一点，本课题使用了开关矩阵，实现了多端口被测设备自动切换测量端口的功能。最后，利用VBA编程，对各组的测量数据进行自动记录、存储并生成图表。 1.3 背景 近些年来，测试水平不断提高，在自动测试系统（在最大程度消除人为干扰的条件下，由上位机（PC 机）控制完成对被测设备的指标测量、状态监视和故障排查等多方面的任务，由多种仪器、设备、模块综合而成的有机总体和系统。这类系统通常是在标准的测控系统总线或仪器总线，如 GPIB、VXI、PXI 等的协议之上架构而成的[2]）中为提升测试效率有时需要在输入输出端使用开关矩阵，使用开关矩阵的不同配置来完成仪表与被测件的不同端口之间的切换，或者完成被测件与不同仪表切换测试的任务。 开关能随时控制信号在被测件与测量仪表之间的传输，而开关矩阵可以随时将指定仪器仪表的信号发送给指定被测件的端口。开关矩阵首要的作用是完成自动测试系统与被测设备之间的通信交互，同时也可以满足被测对象所需的负载要求。在自动测试系统中，传输信息，分配信号的核心就是信号开关矩阵，使用其不仅能够最大化的节约测试资源，还呢能使仪器仪表转接的工作量大大下降，从而提高仪表工作年限，使整个过程的效率更高[3]。 为了使系统达到一定的通用性水平，在自动测试系统中，最重要的一步时设计具有相当的普遍性、适配性的自动测试程序。不仅如此，自动测试软件的开发也能减少设备资源的浪费、提高测试效率，还能减少自动测试程序的研发费用。因为多端口的开关矩阵能实现不同的组合，又由于射频参数种类较多、测量过程比较繁杂，易于出错，所以，为了大道足够高的测量精准度，减小误差，必须使得开发的系统量级小、功能强、误差低，这是多端口射频开关研究与发展中的重要一环[4]。 如今，国际上的自动测试系统已经在向普遍性、一致性、高度智能和网络化的方向发展。组建普遍性的自动测试系统，达到让大部分测量仪器能够使用相同的测试资源比如相应的软硬件;执行统一的行业制造标准， 最大限度的降低由不同测试系统造成的软硬件使用和更换费用;统一软件编写与硬件设计过程，实现测试仪器的可重复利用性，提高测试程序的移植与重复利用的可能性;搭建高效率系统，改进测试序列集，减少所用时间;搭建网络化测试系统，使得测试过程、状态监控以及故障排查能够同通过电缆或者网络远程操作[5]。