用于遥控器的射频测试站

Author(s):
Sundaram Raghuraman - VI Engineering

Industry:
Telecommunications

Products:
Signal Conditioning, LabVIEW, RF, High-Speed Digital I/O

The Challenge:
为射频（射频）遥控组件的生产测试开发四个测试站。

The Solution:
使用LabVIEW和LabVIEW测试执行软件，仅需关注个别测试，而不必考虑测试序列体系结构和用户界面，进行快速软件开发。

被测UUT是发送器PCB、接收器PCB、接收器组件和发送器组件。部分测试需要使用射频消音室用来去除射频干扰。在测试站中使用了一些仪器（包括射频信号发生器、射频频谱分析仪、电源、数字电压计、压力发送器和光学编码器），并且使用GPIB 或RS232 通信接口由计算机进行控制。此外，工作站需要继电器控制用来激活螺旋管和开关，这些可以使用PC-ER16 继电器设备完成。数字I/O板卡用于在接收器和发送器PCB 中读取/ 写入EEPROM 数据。所有的工作站包括底座固定或钳位定位装置，用于安装UUT，提供对UUT 电气输入点和测试点的访问。发送器组件测试工作站使用IMAQ 机器视觉软件、IMAQ 硬件以及相机用于测试UUT 的LCD屏幕。

要求
对于所有测试站的重点要求是简单易用、自动测试序列、用户可配置测试序列、测试门限、测试参数、测试分支、带有对应用户级别的用户可配置多安全等级、自我诊断、用户可配置维护计划、监视与记录。此外，每个测试站还有其自己的测试需求。

项目管理和软件设计
由于其严格的截止期、较短的开发间隔、设计变化、多人团队参与以及来自多个厂商的定制硬件与标准硬件，项目管理是十分重要的。

因此V I Engineering（简称VIE）开发了一种综合项目计划，列出了所有主要软件任务、硬件配送日程、资源与截止期，并且根据依赖关系建立了项目计划。设计文档为每个测试站定义了测试序列和软件体系结构文档。它作为工作范围文档提供给客户。软件体系结构文档更为具体地描述了测试序列和测试。它作为开发者参考文档，提供给VIE 项目团队。它能够找出需要建立的测试VI、测试子VI 以及通用子VI，还有需要使用的子VI。它定义了需要使用的术语和软件规范，因此所有的团队成员都可以以统一的方式开发软件。

选择使用LabVIEW 测试执行是十分明显的决定，因为它能够满足大多数需求。尽管NI Test Stand 更为强大，我们还是选择了测试执行软件，因为它更容易进行定制。我们使用多种新型特性增强了测试执行，其中包括用户可配置安全与功能等级、用户可配置测试参数、预防性维护计划与记录、增强测试报告和错误消息功能与诊断。图1 显示了测试执行操作员界面屏幕。

对于每个测试站，测试序列被分解成一系列测试，我们可以作为独立的LabVIEW 测试VI 进行开发。这些LabVIEW 测试VI 使用VIE状态队列软件体系结构进行建立。这可以首先将每个测试分解为一系列测试步骤，然后将每个步骤分配到状态队列中状态。可以为测试前以及测试后操作建立附加的步骤，并集成到状态队列中去。其他LabVIEW VI 为前UUT、后UUT、前UUT 循环、后UUT 循环操作进行建立，并集成到测试序列中。

典型的测试序列如下：

● 操作者使用条形码扫描器扫描UUT，读取UUT 的ID。

● 软件检查主数据库，查看UUT 是否通过了所有上行测试。

● 操作者将UUT放在固定器具中，关闭器具门。器具门上的开关会启动自动测试序列。

● 软件开始通过控制仪器继续测试序列的进行。软件将通过或失败信息显示给操作者。

发送器PCB 测试站
测试站被设计用来完成包含6 个测试的测试序列。测试站的主要目的是验证发送器PCB的组件和功能。发送器PCB由电源进行供电，电气触头是由继电器进行控制的。通过对电气触头进行控制，发送器PCB 运行在工厂测试模式下，在这个模式下，可以发送射频信息。射频发送信息通过附带的天线进行接收，并且使用频谱分析仪进行解调和分析。

测试包括对射频载波强度和频率进行验证、对调制信号频率和占空比进行验证等等。在测试的最后，数据将被利用数字输出、继电器写入发送器PCB 的EEPROM中。通过控制电气触头，发送器PCB就可以发送射频信息。射频发送信息通过附带的天线进行接收，并有频谱分析仪进行解调和分析。

接收器PCB 测试站
使用的测试站被设计用来完成12 项测试组成的测试序列。测试站的目的是验证多个子组件以及接收器PCB的特定功能。接收器PCB使用电源供电。信号发生器通过附带的天线将射频指令发送到接收器PCB 中，完成需要的测试。从接收器PCB 的EEPROM 得到的数据之后通过光电编码器进行读取。我们完成了多个测试以便对启动时间、启动电压、电机电路、风扇电路、错误代码、射频灵敏度、关闭时间等等进行验证。

接收器组件测试站
测试站被设计用于完成两个测试组成的测试序列。测试站的目的是对接收器组件进行标定以及完成操作检查。使用信号发生器将射频指令发送到接收器组件上，用来控制其操作。接收器组件阀电机通过从高压到低压渐变，用于标定不同的压力等级。之后，软件通过验证接收器组件是否能够达到每个标定位置的正确压力等级，完成操作检查。

发送器组件测试站
测试站被设计用于完成10 项测试组成的测试序列。测试站的目的是验证发送器组件LCD 屏幕的操作和图像质量。LCD 屏幕上的图像使用相机和IMAQ硬件进行采集。利用位于钳位固定装置上的螺旋管按下适当的按钮，发送器组件可以在多种工厂测试模式下工作。有些测试用于验证7 段发光二极管特性（垂直分段、8’s 以及水平分段），并且检查图标和模式。此外，还有测试通过查看LCD屏幕上的显示，验证数据是否正确存储在EEPROM 中。

结论
使用测试执行软件，能够在给定较短的时间内，比其他任何方法使射频测试站具有更强的功能、更高的鲁棒性和一致性。用心地进行项目计划和管理可以加快大型项目团队的开发。系统进行了重复性测试，能够按照需要进行工作。

致谢
VIE 感谢来自Honeywell Inc.的Robert Zak、Brent Chiang、Bruce Hill 对系统给出了众多建议和贡献。我们还要感谢V I Engineering的Stan Case 对测试执行所作的诸多特性增强。