本發(fā)明涉及微電子測試與計量技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種適用于數(shù)字信號處理機測試系統(tǒng)的校準(zhǔn)裝置。

背景技術(shù)：

數(shù)字信號處理機測試系統(tǒng)是一個綜合測試平臺，用于數(shù)字信號處理機模塊及整機的生產(chǎn)、調(diào)試、現(xiàn)場維護時的性能測試及故障診斷，是對數(shù)字信號處理機進行測試保障的重要手段。

目前生產(chǎn)單位在出廠時僅能對數(shù)字信號處理機測試系統(tǒng)進行比對驗證，即選用一組被認(rèn)為是相對穩(wěn)定的數(shù)字信號處理機作為樣品，在規(guī)定的測試條件下，分別在不同的測試系統(tǒng)上對樣品進行測試，然后將同一參量進行比較，分析同一樣品在不同測試系統(tǒng)上測試結(jié)果的差異，來判定測試系統(tǒng)的離群情況，從而得出比對的結(jié)論。這種比對驗證只是解決了相互協(xié)調(diào)一致性的檢查，測試量值并沒有真正得到溯源。而且由于樣品只是普通的數(shù)字信號處理機，本身沒有經(jīng)過考核，其不穩(wěn)定性比較大，這種不穩(wěn)定性將會成為主要的誤差源，用于比對時的可靠性差。因此，目前缺乏保證數(shù)字信號處理機測試系統(tǒng)的量值準(zhǔn)確、可靠的量值溯源方法，研制該類測試系統(tǒng)的校準(zhǔn)裝置是非常必要的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述問題，提出一種適用于數(shù)字信號處理機測試系統(tǒng)的校準(zhǔn)方案：保證校準(zhǔn)結(jié)果準(zhǔn)確性滿足量值溯源要求，具有便攜性以便于現(xiàn)場校準(zhǔn)，并具有擴展性和兼容性，可以滿足不同型號數(shù)字信號處理機測試系統(tǒng)的校準(zhǔn)需求。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種數(shù)字信號處理機測試系統(tǒng)的校準(zhǔn)裝置，包括通過線纜依次連接的儀器組、校準(zhǔn)接頭和校準(zhǔn)適配器，校準(zhǔn)適配器與數(shù)字信號處理機測試系統(tǒng)的測試底板電連接；儀器組由多個功能儀器和一個模塊化的矩陣開關(guān)構(gòu)成，其中功能儀器包括直流電源、信號發(fā)生器、頻率計、相位計和數(shù)字多用表，所述多個功能儀器通過矩陣開關(guān)以及線纜與校準(zhǔn)接頭連接；校準(zhǔn)接頭和校準(zhǔn)適配器包含多個信號通道，通道數(shù)與數(shù)字信號處理機測試系統(tǒng)的測試底板的信號通道數(shù)一致，校準(zhǔn)適配器直接安裝于測試系統(tǒng)的測試底板上，測試系統(tǒng)的各種資源均直接引出到校準(zhǔn)適配器上不同的校準(zhǔn)接口上。

作為優(yōu)選，儀器組中包含的多個功能儀器均采用模塊化儀器或臺式儀器，采取模塊化儀器與臺式儀器結(jié)合的方式，在滿足要求的情況下優(yōu)先選擇模塊化儀器，以增強校準(zhǔn)裝置的便攜性。

作為優(yōu)選，儀器組中的模塊化功能儀器和矩陣開關(guān)均采用PXI總線，用于傳輸控制信號；各個所述功能儀器通過測試線纜分別接入矩陣開關(guān)的相應(yīng)行/列，用于傳輸測試信號。

作為優(yōu)選，矩陣開關(guān)，矩陣規(guī)模應(yīng)在8×32以上，帶寬應(yīng)≥1MHz。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)現(xiàn)有技術(shù)手段均無法對數(shù)字信號處理機測試系統(tǒng)進行滿足量值傳遞/溯源要求的校準(zhǔn)，本發(fā)明提供了滿足量值傳遞/溯源要求的校準(zhǔn)裝置；

(2)校準(zhǔn)適配器直接接入測試系統(tǒng)的測試底板，使校準(zhǔn)界面與測試系統(tǒng)平時的測試界面統(tǒng)一化，可以有效反映測試系統(tǒng)工作時的技術(shù)指標(biāo)；

(3)僅需要一臺模塊化的矩陣開關(guān)，即可以實現(xiàn)對直流電壓、交流電壓、頻率、相位差等交、直流參量的有效校準(zhǔn)，簡化了配置的難度，提高了校準(zhǔn)的自動化程度；

(4)以模塊化儀器為主，使該校準(zhǔn)裝置具有較強的便攜性，更適用于現(xiàn)場校準(zhǔn)；

(5)校準(zhǔn)技術(shù)和校準(zhǔn)裝置具備適配不同型號測試系統(tǒng)的通用性，而且適配工作量較小。裝置建立完成后根據(jù)用戶需要可隨時增加校準(zhǔn)對象。

附圖說明

圖1為數(shù)字信號處理機測試系統(tǒng)校準(zhǔn)裝置工作原理圖。

圖2為校準(zhǔn)直流電壓參量時的矩陣開關(guān)拓撲結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為校準(zhǔn)交流電壓參量時的矩陣開關(guān)拓撲結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為校準(zhǔn)頻率參量時的矩陣開關(guān)拓撲結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為校準(zhǔn)相位差參量時的矩陣開關(guān)拓撲結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，a1～an、b、c、d、d1、d2、e1、e2分別為假定的矩陣開關(guān)某一列的序號。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。

根據(jù)圖1所示，一種數(shù)字信號處理機測試系統(tǒng)的校準(zhǔn)裝置，包括通過線纜依次連接的儀器組1、校準(zhǔn)接頭2和校準(zhǔn)適配器3，校準(zhǔn)適配器3與數(shù)字信號處理機測試系統(tǒng)的測試底板電連接；儀器組1由多個功能儀器和一個模塊化的矩陣開關(guān)構(gòu)成，其中功能儀器包括直流電源、信號發(fā)生器、頻率計、相位計和數(shù)字多用表，用以實現(xiàn)對直流電壓、交流電壓、頻率、相位差等參量的校準(zhǔn)；

直流電源采用NI公司的PXI-4132直流電源模塊，使用PXI總線，具有0～100V的直流電壓輸出范圍。

頻率計采用Geotest公司的GTX-2220OCXO頻率計模塊，使用PXI總線，具有10Hz～1.3GHz的頻率測量范圍。

信號發(fā)生器采用NI公司的PXI-5422信號發(fā)生器模塊，使用PXI總線，具有100Hz～80MHz的正弦波輸出范圍。

數(shù)字多用表采用NI公司的PXI-4072數(shù)字多用表模塊，使用PXI總線，具有0V～300V的直流電壓測量范圍，以及0V～300V(1Hz～300kHz)的交流電壓測量范圍。

相位計采用Clarke-Hess公司CH2600相位計，具有1kHz～100kHz信號范圍內(nèi)0.03°的相位差測量最大允許誤差。

矩陣開關(guān)采用Pickering公司40-541-021矩陣開關(guān)模塊，使用PXI總線，規(guī)模為8×66，帶寬為20MHz。

圖2表示的是校準(zhǔn)直流電壓參量時的矩陣開關(guān)拓撲結(jié)構(gòu)，在該拓撲中，校準(zhǔn)接頭的通道1～通道n通過專用校準(zhǔn)線纜依次與矩陣開關(guān)的a1～an節(jié)點相連，校準(zhǔn)接頭的GND通過專用校準(zhǔn)線纜與矩陣開關(guān)的b節(jié)點相連，直流電壓源的正極與矩陣開關(guān)的c節(jié)點相連，直流電壓源的負極與矩陣開關(guān)的d節(jié)點相連，矩陣開關(guān)的r1行與數(shù)字多用表的電壓正端相連，r2行與數(shù)字多用表的電壓負端相連。若在校準(zhǔn)測試系統(tǒng)通道n的輸出直流電壓參量時，則需要將圖中的開關(guān)(r1,an)、(r2,b)依次閉合。同樣，若在校準(zhǔn)測試系統(tǒng)的通道n的輸入直流電壓測量參量時，則需要將圖中的開關(guān)(r1,an)、(r2,b)、(r1,c)、(r2,d)依次閉合。

圖3表示的是校準(zhǔn)交流電壓參量時的矩陣開關(guān)拓撲結(jié)構(gòu)，在該拓撲中，校準(zhǔn)接頭的通道1～通道n通過專用校準(zhǔn)線纜依次與矩陣開關(guān)的a1～an節(jié)點相連，校準(zhǔn)接頭的GND通過專用校準(zhǔn)線纜與矩陣開關(guān)的b節(jié)點相連，信號發(fā)生器的信號端與矩陣開關(guān)的c節(jié)點相連，信號發(fā)生器的GND端與矩陣開關(guān)的d節(jié)點相連，矩陣開關(guān)的r1行與數(shù)字多用表的電壓正端相連，r2行與數(shù)字多用表的電壓負端相連。若在校準(zhǔn)測試系統(tǒng)通道n的輸出交流電壓參量時，則需要將圖中的開關(guān)(r1,an)、(r2,b)依次閉合。同樣，若在校準(zhǔn)測試系統(tǒng)的通道n的輸入交流電壓測量參量時，則需要將圖中的開關(guān)(r1,an)、(r2,b)、(r1,c)、(r2,d)依次閉合。

圖4表示的是校準(zhǔn)頻率參量時的矩陣開關(guān)拓撲結(jié)構(gòu)，在該拓撲中，校準(zhǔn)接頭的通道1～通道n通過專用校準(zhǔn)線纜依次與矩陣開關(guān)的a1～an節(jié)點相連，校準(zhǔn)接頭的GND通過專用校準(zhǔn)線纜與矩陣開關(guān)的b節(jié)點相連，信號發(fā)生器的信號端與矩陣開關(guān)的c節(jié)點相連，信號發(fā)生器的GND端與矩陣開關(guān)的d節(jié)點相連，矩陣開關(guān)的r3行與頻率計的信號輸入端相連，r4行與頻率計的GND端相連。若在校準(zhǔn)測試系統(tǒng)通道n的輸出頻率參量時，則需要將圖中的開關(guān)(r3,an)、(r4,b)依次閉合。同樣，若在校準(zhǔn)測試系統(tǒng)的通道n的輸入頻率測量參量時，則需要將圖中的開關(guān)(r3,an)、(r4,b)、(r3,c)、(r4,d)依次閉合。

圖5表示的是校準(zhǔn)相位差參量時的矩陣開關(guān)拓撲結(jié)構(gòu)，在該拓撲中，校準(zhǔn)接頭的通道1、通道2通過專用校準(zhǔn)線纜依次與矩陣開關(guān)的a1、a2節(jié)點相連，校準(zhǔn)接頭的GND通過專用校準(zhǔn)線纜與矩陣開關(guān)的b、c節(jié)點相連，信號發(fā)生器的信號端與矩陣開關(guān)的d1、d2節(jié)點相連，信號發(fā)生器的GND端與矩陣開關(guān)的e1、e2節(jié)點相連，矩陣開關(guān)的r5行與相位差計CH1的信號輸入端相連，r6行與相位差計CH1的GND端相連，矩陣開關(guān)的r7行與相位差計CH2的信號輸入端相連，r8行與相位差計CH2的GND端相連。若在校準(zhǔn)測試系統(tǒng)通道1、通道2間的相位差參量時，則需要將圖中的開關(guān)(r5,a1)、(r7,a2)、(r6,b)、(r8,c)依次閉合。同樣，若在校準(zhǔn)測試系統(tǒng)的通道1、通道2間的相位差測量參量時，則需要將圖中的開關(guān)(r5,a1)、(r7,a2)、(r6,b)、(r8,c)、(r5,d1)、(r7,d2)、(r6,e1)、(r8,e2)依次閉合。

在使用上述校準(zhǔn)裝置進行校準(zhǔn)時，首先將校準(zhǔn)接頭接入校準(zhǔn)適配器，再將校準(zhǔn)適配器與測試系統(tǒng)的測試底板進行機械對接，將測試系統(tǒng)的待校準(zhǔn)信號引至矩陣開關(guān)，再用圖2～圖5所示的方式設(shè)定矩陣開關(guān)的拓撲結(jié)構(gòu)，對相應(yīng)的儀器模塊進行設(shè)定，然后控制測試系統(tǒng)施加待校準(zhǔn)參量，并控制儀器模塊采集該參量的標(biāo)準(zhǔn)值。

說明書中未闡述的部分均為現(xiàn)有技術(shù)或公知常識。本實施例僅用于說明該發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員對于本發(fā)明所做的等價置換等修改均認(rèn)為是落入該發(fā)明權(quán)利要求書所保護范圍內(nèi)。