短波接收機便攜式自動測試平臺設計與實現(xiàn)

徐威

【摘要】 對短波接收機性能指標進行測試時，往往會遇到各式各樣的問題。此種情況下，便攜式自動測試平臺應運而生。本文結(jié)合實際，首先論述了便攜式自動測試平臺總體設計；其次，研究了便攜式自動測試平臺關(guān)鍵技術(shù)；再者，探討了便攜式自動測試平臺測試步驟；最后，分析了測試結(jié)果，以期對提高短波接收機測試結(jié)果精準度有所幫助。

【關(guān)鍵詞】 短波接收機 便攜式自動測試平臺 設計 實現(xiàn)

現(xiàn)階段，仍舊采用以往的測試方法檢測短波電臺。傳統(tǒng)測試方法存有很多不足之處：須對多種儀器進行測量、具體操作難度較大、測試人員須具備高水平專業(yè)知識與技能，攜帶不便等。本文從便攜式自動測試平臺總體設計、便攜式自動測試平臺關(guān)鍵技術(shù)研究、便攜式自動測試平臺測試步驟、測試結(jié)果分析四個方面展開了研究，旨在豐富相關(guān)理論，并希望具有一定的現(xiàn)實意義。

一、便攜式自動測試平臺總體設計

就便攜式自動測試平臺組成來講，其包括測試模塊及終端、電纜（配套）等。該測試平臺功分為射頻產(chǎn)生和音頻采集分析兩個功能單元。前者可產(chǎn)生各式各樣的信號（調(diào)制方式存有差異性）。后者不僅可以對電臺輸出的音頻信號加以接收，而且可以對采集的信號進行分析。

二、便攜式自動測試平臺關(guān)鍵技術(shù)研究

1、射頻產(chǎn)生單元。由國際要求可知，對接收機所牽涉的指標進行測試時，須于接收機射頻口添加射頻信號[1]。該模塊可產(chǎn)生數(shù)字鍵控模式及模擬調(diào)制模式信號。根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，調(diào)制信號常用生成方法為Matlab為濾波器FIR提供必要的系數(shù)，F(xiàn)IR編譯核（位于FPGA中）對FIR系數(shù)（由Matlab產(chǎn)生）進行調(diào)用，以促使FIR濾波器產(chǎn)生，從而下載程序，并將其儲存于FPGA中）。實踐證明，該種方法在具體操作及參數(shù)更改方面存有很大的難度，難以滿足自動測試的需求。鑒于此，筆者提出一種新型方法：以數(shù)字信號處理算法及信號正交變換理論為基礎，并有機結(jié)合硬件電路和軟件編寫。通過正交調(diào)制變頻、內(nèi)插率波，以促使數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)樯漕l信號（制式及帶寬存在差異）。調(diào)制方式的靈活運用主要依托上位機軟件界面，對FPGA進行控制，上邊頻處理該信號，待完成變頻之后，將已經(jīng)調(diào)用的信號輸出（經(jīng)由射頻口），進而產(chǎn)生各式各樣的射頻調(diào)制信號（制式、頻率及帶寬皆不相同）。與以往的測試相比，需進行以下操作：設置頻率、設置功率、設置工作方式等。本文中所論述的自動測試平臺完成上述操作依靠軟件。實際測試中，工作人員無需對參數(shù)進行設置，僅對性能指標加以選擇即可。

2、音頻采集分析單元。從音頻采集分析單元功能角度來看，其主要表現(xiàn)為以下內(nèi)容：測量電平、信納德、失真度及頻率[2]。測量電平、失真度及信納德過程中所采用的信號處理電路一模一樣。測量時，采集音頻信號依托MCU，數(shù)據(jù)的分析采用算法，以獲取相應的音頻功能值。STM32通過A/D采集以轉(zhuǎn)換模數(shù)，進而分析音頻信號。就A/D數(shù)據(jù)位而言，其數(shù)值為12，精度值為0.8mV=3.3V/212，STM32采樣電平值大于0V、小于3.3V，應科學處理音頻信號，在電路衰減作用下，將音頻信號（輸入的）會變?yōu)樵镜?7.5%。繼此之后，處理信號（采用PGA芯片），保證峰值大于1.6V、小于3.2V。通過利用加法器，將直流偏置1.65V增加于音頻信號之上，以滿足STM32采樣對電平值提出的要求，且可為音頻信號質(zhì)量提供有力保障。

三、便攜式自動測試平臺測試步驟

對于接收機，其性能指標由音頻頻率及響應、帶外互調(diào)和總失真系數(shù)四個部分構(gòu)成[3]。本文中，筆者著重介紹接收機音頻響應測試步驟：步驟一：初始化階段。利用信號線，終端對相關(guān)參數(shù)（靜噪模式、工作方式及頻率等）進行設置；步驟二：單音信號由測試平臺傳輸至射頻口（位于接收機之上）；步驟三：待調(diào)解接收機之后，測試模塊接收音頻信號，而后采集分析音頻，且對電臺音量加以合理調(diào)節(jié)；步驟四：對射頻輸入信號頻率加以改變，將采集分析的音頻信號的電平max/電平值min，即可獲得音頻響應性能指標。

四、測試結(jié)果分析

比較、分析綜合測試儀及自動測試平臺兩者的測試結(jié)果。在實際測試中，筆者獲得以下數(shù)據(jù)：自動測試平臺音頻頻率為1001Hz、失真度為1.5%、帶外互調(diào)為77db、音頻響應為1.2db，測試平臺音頻頻率為1001Hz、失真度為1.6%、帶外互調(diào)為77db、音頻響應為1.3db。由此可知，自動測試平臺兩者能夠?qū)崿F(xiàn)對主要指標（帶外互調(diào)、音頻頻率、失真度、音頻響應等）的測試。經(jīng)對比，自動測試平臺適用于短波接收機測試。

五、結(jié)束語

與以往測量方法相比，短波接收機便攜式自動測試平臺存有不可比擬的優(yōu)勢：易于攜帶、可簡化操作程序等。在上位機軟件控制作用下，可動態(tài)調(diào)整軟件（以測試指標及電臺接收機為重要參考依據(jù)）。此外，該自動測試平臺具備開放性特點，可根據(jù)實際測試情況升級軟件。希冀，我國能夠不斷優(yōu)化測試流程、界面，以提高測試結(jié)果的精準性。

參 考 文 獻

[1]王一博，李曼，劉蕓江，劉玉軍. 短波接收機便攜式自動測試平臺設計與實現(xiàn)[J]. 電子科技，2015，10：130-133.

[2]楊遠秋. 超短波電臺通用自動測試系統(tǒng)軟件平臺的設計與實現(xiàn)[D].北京化工大學，2012.

[3]耿永瑞. 超短波接收機射頻前端電路的研究與設計[D].大連海事大學，2014.