徐威

【摘要】 對(duì)短波接收機(jī)性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，往往會(huì)遇到各式各樣的問題。此種情況下，便攜式自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。本文結(jié)合實(shí)際，首先論述了便攜式自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)總體設(shè)計(jì)；其次，研究了便攜式自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)；再者，探討了便攜式自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)測(cè)試步驟；最后，分析了測(cè)試結(jié)果，以期對(duì)提高短波接收機(jī)測(cè)試結(jié)果精準(zhǔn)度有所幫助。

【關(guān)鍵詞】 短波接收機(jī) 便攜式自動(dòng)測(cè)試平臺(tái) 設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)

現(xiàn)階段，仍舊采用以往的測(cè)試方法檢測(cè)短波電臺(tái)。傳統(tǒng)測(cè)試方法存有很多不足之處：須對(duì)多種儀器進(jìn)行測(cè)量、具體操作難度較大、測(cè)試人員須具備高水平專業(yè)知識(shí)與技能，攜帶不便等。本文從便攜式自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)總體設(shè)計(jì)、便攜式自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究、便攜式自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)測(cè)試步驟、測(cè)試結(jié)果分析四個(gè)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(shí)意義。

一、便攜式自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)總體設(shè)計(jì)

就便攜式自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)組成來(lái)講，其包括測(cè)試模塊及終端、電纜（配套）等。該測(cè)試平臺(tái)功分為射頻產(chǎn)生和音頻采集分析兩個(gè)功能單元。前者可產(chǎn)生各式各樣的信號(hào)（調(diào)制方式存有差異性）。后者不僅可以對(duì)電臺(tái)輸出的音頻信號(hào)加以接收，而且可以對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行分析。

二、便攜式自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究

1、射頻產(chǎn)生單元。由國(guó)際要求可知，對(duì)接收機(jī)所牽涉的指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，須于接收機(jī)射頻口添加射頻信號(hào)[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(hào)。根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，調(diào)制信號(hào)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(duì)FIR系數(shù)（由Matlab產(chǎn)生）進(jìn)行調(diào)用，以促使FIR濾波器產(chǎn)生，從而下載程序，并將其儲(chǔ)存于FPGA中）。實(shí)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(dòng)測(cè)試的需求。鑒于此，筆者提出一種新型方法：以數(shù)字信號(hào)處理算法及信號(hào)正交變換理論為基礎(chǔ)，并有機(jī)結(jié)合硬件電路和軟件編寫。通過(guò)正交調(diào)制變頻、內(nèi)插率波，以促使數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樯漕l信號(hào)（制式及帶寬存在差異）。調(diào)制方式的靈活運(yùn)用主要依托上位機(jī)軟件界面，對(duì)FPGA進(jìn)行控制，上邊頻處理該信號(hào)，待完成變頻之后，將已經(jīng)調(diào)用的信號(hào)輸出（經(jīng)由射頻口），進(jìn)而產(chǎn)生各式各樣的射頻調(diào)制信號(hào)（制式、頻率及帶寬皆不相同）。與以往的測(cè)試相比，需進(jìn)行以下操作：設(shè)置頻率、設(shè)置功率、設(shè)置工作方式等。本文中所論述的自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)完成上述操作依靠軟件。實(shí)際測(cè)試中，工作人員無(wú)需對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，僅對(duì)性能指標(biāo)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(lái)看，其主要表現(xiàn)為以下內(nèi)容：測(cè)量電平、信納德、失真度及頻率[2]。測(cè)量電平、失真度及信納德過(guò)程中所采用的信號(hào)處理電路一模一樣。測(cè)量時(shí)，采集音頻信號(hào)依托MCU，數(shù)據(jù)的分析采用算法，以獲取相應(yīng)的音頻功能值。STM32通過(guò)A/D采集以轉(zhuǎn)換模數(shù)，進(jìn)而分析音頻信號(hào)。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(yīng)科學(xué)處理音頻信號(hào)，在電路衰減作用下，將音頻信號(hào)（輸入的）會(huì)變?yōu)樵镜?7.5%。繼此之后，處理信號(hào)（采用PGA芯片），保證峰值大于1.6V、小于3.2V。通過(guò)利用加法器，將直流偏置1.65V增加于音頻信號(hào)之上，以滿足STM32采樣對(duì)電平值提出的要求，且可為音頻信號(hào)質(zhì)量提供有力保障。

三、便攜式自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)測(cè)試步驟

對(duì)于接收機(jī)，其性能指標(biāo)由音頻頻率及響應(yīng)、帶外互調(diào)和總失真系數(shù)四個(gè)部分構(gòu)成[3]。本文中，筆者著重介紹接收機(jī)音頻響應(yīng)測(cè)試步驟：步驟一：初始化階段。利用信號(hào)線，終端對(duì)相關(guān)參數(shù)（靜噪模式、工作方式及頻率等）進(jìn)行設(shè)置；步驟二：?jiǎn)我粜盘?hào)由測(cè)試平臺(tái)傳輸至射頻口（位于接收機(jī)之上）；步驟三：待調(diào)解接收機(jī)之后，測(cè)試模塊接收音頻信號(hào)，而后采集分析音頻，且對(duì)電臺(tái)音量加以合理調(diào)節(jié)；步驟四：對(duì)射頻輸入信號(hào)頻率加以改變，將采集分析的音頻信號(hào)的電平max/電平值min，即可獲得音頻響應(yīng)性能指標(biāo)。

四、測(cè)試結(jié)果分析

比較、分析綜合測(cè)試儀及自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)兩者的測(cè)試結(jié)果。在實(shí)際測(cè)試中，筆者獲得以下數(shù)據(jù)：自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)音頻頻率為1001Hz、失真度為1.5%、帶外互調(diào)為77db、音頻響應(yīng)為1.2db，測(cè)試平臺(tái)音頻頻率為1001Hz、失真度為1.6%、帶外互調(diào)為77db、音頻響應(yīng)為1.3db。由此可知，自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)兩者能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)主要指標(biāo)（帶外互調(diào)、音頻頻率、失真度、音頻響應(yīng)等）的測(cè)試。經(jīng)對(duì)比，自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)適用于短波接收機(jī)測(cè)試。

五、結(jié)束語(yǔ)

與以往測(cè)量方法相比，短波接收機(jī)便攜式自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)存有不可比擬的優(yōu)勢(shì)：易于攜帶、可簡(jiǎn)化操作程序等。在上位機(jī)軟件控制作用下，可動(dòng)態(tài)調(diào)整軟件（以測(cè)試指標(biāo)及電臺(tái)接收機(jī)為重要參考依據(jù)）。此外，該自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)具備開放性特點(diǎn)，可根據(jù)實(shí)際測(cè)試情況升級(jí)軟件。希冀，我國(guó)能夠不斷優(yōu)化測(cè)試流程、界面，以提高測(cè)試結(jié)果的精準(zhǔn)性。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]王一博，李曼，劉蕓江，劉玉軍. 短波接收機(jī)便攜式自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 電子科技，2015，10：130-133.

[2]楊遠(yuǎn)秋. 超短波電臺(tái)通用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軟件平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].北京化工大學(xué)，2012.

[3]耿永瑞. 超短波接收機(jī)射頻前端電路的研究與設(shè)計(jì)[D].大連海事大學(xué)，2014.