基于LabVIEW的CE106自動測試軟件設(shè)計

1、引 言隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代的電子設(shè)備已廣泛地應(yīng)用于人類生活的各個領(lǐng)域。當(dāng)前，電子設(shè)備已處于飛速發(fā)展的時期，并且這個發(fā)展過程仍以日益增長的速度持續(xù)著。電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，必然導(dǎo)致它們在其周圍空間產(chǎn)生的電磁場電平的不斷增加。也就是說，電子設(shè)備不可避免地在電磁環(huán)境（EME）中工作。因此，必須解決電子設(shè)備在電磁環(huán)境中的適應(yīng)能力。電磁兼容性（EMC）是一門關(guān)于抗電磁干擾（EMI）影響的科學(xué)。目前，就世界范圍來說，電磁兼容性問題已經(jīng)形成一門新的學(xué)科。本題目即根據(jù)軍標(biāo)要求基于LabView編制相應(yīng)的測控軟件，使用測量接收機(jī)對被試品天線端子的諧波和亂真發(fā)射進(jìn)行測量，并按要求自動計算超標(biāo)頻點。1

2、基于LabVIEW的CE106自動測試軟件的理論基礎(chǔ)本節(jié)介紹基于Labview的CE106自動測試軟件的一些理論基礎(chǔ)，包括一些基本概念、國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀以及電磁兼容試驗的簡介。1.1 電磁兼容基本知識1.1.1 什么是電磁兼容隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的電氣和電子設(shè)備進(jìn)入了社會各領(lǐng)域，它推動了社會的進(jìn)步。但不容忽視的是，伴隨電氣和電子設(shè)備應(yīng)用而產(chǎn)生的電磁騷擾問題，悄悄地給人們帶來了無窮的煩惱。這種干擾問題往往是通常人們不易覺察的，比如，一臺計算機(jī)運行到某一點時突然死機(jī)了，人們總是認(rèn)為這是軟件質(zhì)量問題或者是病毒，而不會考慮到電磁兼容性。電磁兼容性(ElectroMagnetic Compati

3、bility縮寫EMC)，就是指某電子設(shè)備既不對其他設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，同時也能承受和抵抗來自其它設(shè)備的電磁干擾的特性；前者叫EMI特性，后者叫EMS特性。也就是說，符合電磁兼容性的不同電子設(shè)備可以在一起正常工作，它們是相互兼容的。電磁兼容性和安全性一樣，是產(chǎn)品質(zhì)量最重要的指標(biāo)之一。安全性涉及人身和財產(chǎn)，電磁兼容性涉及人身、財產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)。電磁騷擾問題使人們對它這樣“不易覺察”，主要原因是這種騷擾的途徑是通過空間無形的輻射和電源線、信號線的傳導(dǎo)造成的。電磁騷擾問題非常普遍，只是程度不同。實際上，凡是有電、有開關(guān)的設(shè)備，不管電壓高低，都會產(chǎn)生電磁干擾。用220伏交流電源供電的設(shè)備固然會有電磁干擾，

4、就是用1.5伏電池進(jìn)行工作的兒童玩具也有電磁干擾。1.1.2 人們?nèi)粘Ｉ钪谐霈F(xiàn)的常見EMC問題我們經(jīng)常會遇到這樣的情況，當(dāng)我們收聽廣播或收看電視時，如果附近有人使用電吹風(fēng)、吸塵器等，就會使聲音出現(xiàn)噪音，圖象出現(xiàn)雪花干擾，這就是產(chǎn)品的電磁兼容性有問題；當(dāng)我們使用計算機(jī)時，通過電纜與其他設(shè)備熱插拔連接，之后出現(xiàn)鼠標(biāo)不能拖動，光標(biāo)無法移動，計算機(jī)出現(xiàn)死機(jī)的情況，這里很重要的原因之一是電磁兼容性問題；當(dāng)計算機(jī)通過通訊電纜控制其他機(jī)器設(shè)備時，程序運行到某一點時計算機(jī)總是死機(jī)，這也可能是電磁兼容性問題，強(qiáng)電磁干擾脈沖使計算機(jī)的運行脫離了原來的程序軌道跑飛了，這種情況如果出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)里，可能破壞數(shù)據(jù)庫或使網(wǎng)

5、絡(luò)癱瘓，造成重大災(zāi)難和經(jīng)濟(jì)損失；正在飛行的飛機(jī)上如果有乘客違規(guī)使用強(qiáng)干擾信號的電子設(shè)備，很有可能導(dǎo)致飛機(jī)的墜毀；在單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計中如果出現(xiàn)電磁兼容性問題，那么既是軟件編制正確，也難以使系統(tǒng)調(diào)試成功。這些例子說明，我們生活的空間確實存在一種污染電磁污染。這些電磁干擾在不易察覺的情況下干擾人們的正常工作。1.2 電磁兼容國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1 國外EMC發(fā)展概況國際電工委員會早在1934年就成立了“無線電干擾特別委員會”簡稱CISPR（法文縮寫），專門研究無線電干擾問題，當(dāng)初只有比利時、法國、荷蘭和英國等少數(shù)國家參加該委員會。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識了電磁兼容的重要性，1989年歐

6、洲共同體率先頒發(fā)了89/336/EEC指令，明確規(guī)定所有電子、電器產(chǎn)品，自1996年1月1日起必須經(jīng)過EMC認(rèn)證，否則禁止在歐共體市場銷售。世界各國產(chǎn)生較大反響，我國輸往歐盟的產(chǎn)品也受到很大影響。早在一九三四年國際電工委員會就成立了無線電干擾特別委員會簡稱CISPR，專門研究無線電干擾問題，制定有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，旨在保護(hù)廣播接收效果。當(dāng)初只有少數(shù)國家參加該委員會，如比利時、法國、荷蘭和英國等。經(jīng)過多年的發(fā)展人們對電磁兼容的認(rèn)識發(fā)生了深刻的變化，1989年歐洲共同體委員會頒發(fā)了89/336/EEC指令，明確規(guī)定，自1996年1月1日起，所有電子、電器產(chǎn)品須經(jīng)過EMC性能的認(rèn)證，否則將禁止其在歐共體市埸銷

7、售。此舉在世界范圍內(nèi)引起較大反響，EMC已成為影響國際貿(mào)易的一項重要指標(biāo)。隨著技術(shù)的發(fā)展CISPR工作范圍也由當(dāng)初保護(hù)廣播接收業(yè)務(wù)擴(kuò)展到涉及保護(hù)無線電接收的所有業(yè)務(wù)。國際電工委員會IEC有兩個專們從事電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)化工作的技術(shù)委員會：一個就是CISPR成立于1934年；另一個是電磁兼容委員會TC77，成立于1981年。CISPR最初關(guān)心的主要是廣播接收頻段的無線電騷擾問題，之后在EMC標(biāo)準(zhǔn)化工作方面進(jìn)行了不懈的努力，CISPR共有七個分技術(shù)委員會其中A分會涉及無線電騷擾和抗擾度測量設(shè)備及測量方法；B分會涉及工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療射頻設(shè)備的EMC；C分會涉及架空電力線路和高壓設(shè)備的EMC；D分會涉及車輛

8、、機(jī)動船和火花點火發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置的EMC；E分會涉及收音機(jī)和電視接收機(jī)及有關(guān)設(shè)備的EMC；F分會涉及家用電器、電動工具及熒光燈和照明裝置的EMC；G分會涉及信息技術(shù)設(shè)備的EMC問題。CISPR已基本上將通常的工業(yè)和民用產(chǎn)品的EMC考慮在其標(biāo)準(zhǔn)中。CISPR還起草了通用射頻騷擾限額值國際標(biāo)準(zhǔn)草案，這樣，對那些新開發(fā)的以及暫時還不能與現(xiàn)有CISPR產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)相對應(yīng)的產(chǎn)品，可以用射頻騷擾限額值來加以限制。幾年前CISPR將其工作頻率范圍擴(kuò)展為DC-400GHz，目前實際工作范圍為9KHz18GHz，以前的CISPR標(biāo)準(zhǔn)主要涉及無線電干擾限額值及其測量方法，近年來在抗擾度方面加強(qiáng)了研究，并已制定了一些標(biāo)

9、準(zhǔn)。TC77最初主要關(guān)心低壓電網(wǎng)系統(tǒng)的EMC間題（9KHz以下頻段），后來將其工作范圍擴(kuò)大到整個EMC所涉及的頻率范圍及產(chǎn)品。目前CISPR已制定有CISPR22（1997）信息技術(shù)設(shè)備的無線電騷擾特性的測量方法及限值等14個標(biāo)準(zhǔn)；TC77也已制定了25個IEC標(biāo)準(zhǔn)，其中IEC61000-4系列標(biāo)準(zhǔn)是目前國際上比較完整和系統(tǒng)的抗擾度基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。1.2.2 國內(nèi)EMC發(fā)展概況我國的EMC測試及標(biāo)準(zhǔn)化工作始于六十年代，當(dāng)時國內(nèi)的一些院所建立了相對簡陋的試驗室，開展無線電干擾（騷擾）測試研究，同時參考前蘇聯(lián)和歐美國家標(biāo)準(zhǔn)制定我們國家自已的EMC標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件，自從1986年成立了全國無線電干擾標(biāo)準(zhǔn)化委

10、員會后，我國才開始有組織有系統(tǒng)地對應(yīng)CISPR/IEC開展國內(nèi)EMC標(biāo)準(zhǔn)化工作。目前全國無線電干擾標(biāo)準(zhǔn)化委員會已成立了八個分技術(shù)委員會，其中七個分會與CISPR/A.B.CF.G分會相對應(yīng)，S分會是根據(jù)我國國情而成立的，它主要涉及無線電系統(tǒng)與非無線電系統(tǒng)之間的電磁兼容問題。目前我國已制定了六十多項EMC國家標(biāo)準(zhǔn)，其中基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)為GB4365-1995電磁兼容術(shù)語；GB/T6113-1995無線電干擾和抗擾度測量設(shè)備規(guī)范。 1.3 電磁兼容試驗技術(shù)的簡介1.3.1 EMC試驗技術(shù)的發(fā)展EMC技術(shù)是在認(rèn)識電磁干擾、研究電磁干擾和控制電磁干擾的過程中發(fā)展起來的。EMC試驗技術(shù)是EMC技術(shù)領(lǐng)域研究的重點

11、課題。早期的EMC測試處于電磁干擾診斷階段。當(dāng)時的電子系統(tǒng)工程，一般是先進(jìn)行設(shè)計、加工、總裝調(diào)試，有些問題往往在系統(tǒng)聯(lián)試中才能發(fā)現(xiàn)。檢測手段通常使用電子儀器設(shè)備，如早期生產(chǎn)的示波器和頻譜分析儀等。稱這個階段的EMC技術(shù)處在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的初級階段。科學(xué)時間使人們認(rèn)識到：要使一些電子、電氣設(shè)備共存于一個有限空間，并能正常運行，實現(xiàn)各自的功能，必須事先對這些設(shè)備進(jìn)行某種約定，即確定EMC指標(biāo)和相應(yīng)的檢測方法。于是，人們在實踐中花費大量精力研究、制定了各種EMC標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電磁干擾的極限值，也規(guī)定了測量方法。這時EMC技術(shù)已進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范法階段。此階段配套的電子設(shè)備得到了進(jìn)一步發(fā)展。近些年

12、來，一些技術(shù)發(fā)達(dá)國家已逐步向EMC技術(shù)發(fā)展的新階段系統(tǒng)設(shè)計法階段發(fā)展。系統(tǒng)設(shè)計法是指電子設(shè)備或系統(tǒng)在進(jìn)行電設(shè)計以前，運用電磁理論分析和計算方法以及相關(guān)數(shù)據(jù)來預(yù)測系統(tǒng)內(nèi)的電磁環(huán)境，在電性能和EMC同步設(shè)計中對EMC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行剪裁，根據(jù)預(yù)估的電磁環(huán)境下達(dá)設(shè)備、分系統(tǒng)EMC設(shè)計指標(biāo)，使設(shè)備或系統(tǒng)實現(xiàn)最佳設(shè)計。美國波音飛機(jī)公司聲稱按EMC標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果設(shè)計的系統(tǒng)有90%以上可以直接達(dá)到電磁兼容。美國國家標(biāo)準(zhǔn)局（NBS）承擔(dān)EMC測試設(shè)備的計量及場強(qiáng)量值校準(zhǔn)，對測試設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證，并開展對噪聲射頻干擾的仲裁工作。美國國防部馬里蘭州的“EMC分析中心”負(fù)責(zé)向各軍種提供所需的電磁環(huán)境數(shù)據(jù)和快速分析。應(yīng)該說EMC試驗技

13、術(shù)已實現(xiàn)了將測試數(shù)據(jù)用于指導(dǎo)新的設(shè)計的飛躍。隨著測試技術(shù)的發(fā)展以及測試對象的細(xì)分，EMC測試也越來越有與產(chǎn)品功能測試融為一體的趨勢。在產(chǎn)品的EMC測試過程中必須隨時檢測被測設(shè)備（EUT）的工作情況。作為未來發(fā)展中逐步完善的EMC測試系統(tǒng)應(yīng)該包括EUT監(jiān)測設(shè)備和具備對EUT進(jìn)行功能性測試的設(shè)備。總之，EMC實驗技術(shù)在不斷發(fā)展。虛擬儀器技術(shù)使得測試系統(tǒng)引入人工智能。內(nèi)裝自檢技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了被測系統(tǒng)的自動檢測和故障診斷。展望未來，隨著測試技術(shù)像多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化的邁進(jìn)，一種新的測試體系會逐步建立起來，到那時對電子產(chǎn)品的檢驗，將是全方位、完全自動化的。1.3.2 EMC試驗在EMC學(xué)科中的重要位置測試領(lǐng)

14、域的專家把有關(guān)測試的行為作以下解釋。測試（Test）是指加入一定激勵信號后，用一定的儀器測量某一參數(shù)的變化或響應(yīng)。測量（Measurement）可以理解為用一定的儀器和工具測定某一參數(shù)或指標(biāo)。從某種意義上說測試更多的關(guān)心的是相對變化，而測量結(jié)果要給出定量的說法。工程上很難把測試、測量嚴(yán)格區(qū)分。在這里我們認(rèn)為按照指定EMC測量標(biāo)準(zhǔn)，在規(guī)范的EMC實驗室里，使用規(guī)范的測量設(shè)備，遵循標(biāo)準(zhǔn)的測量方法進(jìn)行的EMC試署EMC測量范疇。測量結(jié)果給出EUT是否通過標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)論。對于未通過的EUT,要給出超標(biāo)的具體數(shù)據(jù)。當(dāng)然也有人認(rèn)為把結(jié)果以“通過/不通過”的形式輸出的測試稱為檢測或檢驗。這里就不再詳細(xì)討論。EM

15、C試驗技術(shù)除有標(biāo)準(zhǔn)的EMC測量以外，還有整個系統(tǒng)地EMC試驗，它包括系統(tǒng)內(nèi)的自兼容測試和系統(tǒng)的環(huán)境測試。系統(tǒng)級EMC測試雖然受系統(tǒng)級EMC標(biāo)準(zhǔn)制約，但這些標(biāo)準(zhǔn)都是原則性的。由于被測系統(tǒng)受復(fù)雜工作狀態(tài)等多種因素影響，一般很難得到準(zhǔn)確的量值關(guān)系，或者說測試目的不追求嚴(yán)格的定量關(guān)系，注重的是兼容與否的技術(shù)狀態(tài)。還應(yīng)指出，諸如濾波器的安全性能，電纜間的耦合，天線間的隔離度，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)頻譜儀分析等，它們與EMC性能直接相關(guān)，其測試方法與標(biāo)準(zhǔn)EMC測量方法有著密切的關(guān)系，目前還未形成相應(yīng)的測量標(biāo)準(zhǔn)。由于受經(jīng)費和技術(shù)條件的制約，一般很難建造昂貴的實驗室和引進(jìn)成套的測試設(shè)備。到規(guī)范的實驗室測量，費用高，加

16、之有時時間條件不允許。從另一個角度看，產(chǎn)品開發(fā)或產(chǎn)品設(shè)計人員在整個研制流程中，也需要通過方便、靈活的方式，選擇多種輔助測試手段檢驗EMC性能設(shè)計是否合理。任何一個電子產(chǎn)品，小至一個部件，大至一個復(fù)雜系統(tǒng)，再說大一點是多個復(fù)雜系統(tǒng)聯(lián)合運行的系統(tǒng)工程，要它們在整個壽命期內(nèi)都能正常工作、達(dá)到設(shè)計指標(biāo)、完成既定使命，只考慮電性能設(shè)計是不行的，必須要研究EMC設(shè)計，只有這樣才能確保在預(yù)定的電磁環(huán)境下正常工作。既不對相鄰設(shè)備和環(huán)境構(gòu)成干擾，也不會因受相鄰設(shè)備干擾或環(huán)境影響而降低性能指標(biāo)，這是電磁兼容學(xué)科研究的宗旨。任何一個性能指標(biāo)優(yōu)良的產(chǎn)品主要靠設(shè)計，這是千真萬確的真理。但是一個產(chǎn)品是否合格，性能是否優(yōu)良

17、靠什么證明呢？無疑是試驗，試驗是檢驗產(chǎn)品好壞的唯一手段，這是最科學(xué)的方法?？茖W(xué)試驗不單單承擔(dān)對產(chǎn)品性能最終檢驗的任務(wù)，在產(chǎn)品研制過程中，各個階段都需要有試驗手段來試驗每一個設(shè)計思想、每一項設(shè)計措施是否正確。這個過程有時是長期的，還可能有反復(fù)。試驗是永遠(yuǎn)伴隨著產(chǎn)品的研制過程，直到最終通過。EMC試驗有不同于一般的電性能試驗的特點。這要從設(shè)計說起，EMC設(shè)計遠(yuǎn)沒有電性能設(shè)計那樣成熟，這不僅是由于它是新的學(xué)科，更多的是由于它自身的復(fù)雜性。因為電磁干擾有時是隨機(jī)的、多變的，電磁干擾的時域波形不太規(guī)則，電磁干擾的頻譜比較復(fù)雜。電路分析中的許多分布參數(shù)不容忽視。電磁干擾是與結(jié)構(gòu)、工藝、布局等眾多因素相關(guān)的

18、電磁現(xiàn)象，靠數(shù)學(xué)仿真、理論計算進(jìn)行設(shè)計有一定困難。電磁干擾頻率可以從幾赫茲到幾十吉赫茲，幅度可能是從幾微伏到幾伏、幾十伏，甚至上百伏。與其相配套的EMC測試設(shè)備要求具有穩(wěn)定性好、靈敏度高、頻譜寬、財力研究各種干擾（人為的、自然的）性質(zhì)，將它們仿真出來，并制造出模擬干擾波形的儀器設(shè)備，以提供測試使用，如突發(fā)脈沖串、浪涌、快速瞬態(tài)、靜電放電波形等。面對大型電子系統(tǒng)，即使有了好的測試設(shè)備，也不是一次測試結(jié)果就能說明問題，有時要靠多次測試或多種狀態(tài)的測試。至今在EMC領(lǐng)域?qū)Υ蠖鄶?shù)情況仍認(rèn)為主要靠測試，并運用統(tǒng)計概率借用大量試驗數(shù)據(jù)作為分析判斷的依據(jù)。綜上所述，EMC測試技術(shù)在EMC領(lǐng)域有著特殊重要的地

19、位，發(fā)揮著其他手段無法替代的重要作用。1.3.3 EMC測量標(biāo)準(zhǔn)EMC學(xué)科研究的問題很廣泛，有干擾源特性研究，敏感設(shè)備抗干擾性能研究，電磁干擾傳播特性研究，系統(tǒng)內(nèi)、系統(tǒng)間EMC特性研究和EMC測試研究，而EMC測量研究占有極其重要的位置。在EMC領(lǐng)域的所有標(biāo)準(zhǔn)（含國際、各國）中，有關(guān)EMC測量的標(biāo)準(zhǔn)又占了相當(dāng)大的比重。顯而易見，EMC測量應(yīng)以測量標(biāo)準(zhǔn)為主線。由于EMC測量結(jié)果可能決定一種產(chǎn)品是否可以推向市場，它起著類似執(zhí)照的作用，人們稱之具有法律效力?？梢姡_保測量結(jié)果的公正性是非常重要的。EMC測量標(biāo)準(zhǔn)正是根據(jù)這種需要制定的。EMC測量標(biāo)準(zhǔn)是進(jìn)行EMC測量的技術(shù)依據(jù)。認(rèn)真學(xué)習(xí)這些標(biāo)準(zhǔn)文件，了

20、解它的物理意義，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的辦法操作，才能夠保證測量結(jié)果的正確性。這就是要求人們必須解決測量過程中許多人為因素影響的技術(shù)問題。電子產(chǎn)品種類繁多，這些產(chǎn)品可以按用途分，如凡按工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療、家用或類似用途的要求設(shè)計，并用于產(chǎn)生或局部使用無線電頻率能量的設(shè)備或裝置統(tǒng)稱工科醫(yī)類。凡用于接收來自外部源的數(shù)據(jù)，對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行某些處理，并提供數(shù)據(jù)輸出的設(shè)備均稱為信息技術(shù)類設(shè)備，凡用于軍事目的的設(shè)備稱為用于產(chǎn)品等，為敘述方便統(tǒng)稱為EUT。EMC測量標(biāo)準(zhǔn)多種多樣。首先分為軍用標(biāo)準(zhǔn)、民用標(biāo)準(zhǔn)。民用標(biāo)準(zhǔn)又可細(xì)分為許多種類，有關(guān)于電磁干擾測量的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，也有一些關(guān)于系列標(biāo)準(zhǔn)化試驗方法與要求的通用標(biāo)準(zhǔn)，有

21、些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定某類產(chǎn)品的特殊EMC要求（包括詳細(xì)的測量程序）等，稱作產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于測量標(biāo)準(zhǔn)的詳細(xì)介紹，請參閱電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。如何使用這些EMC測量標(biāo)準(zhǔn)是我們關(guān)心的內(nèi)容。根據(jù)多年工作中接觸到的問題，學(xué)者們總結(jié)出正確使用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)注意以下幾點：（1）EMC測量標(biāo)準(zhǔn)很多。實驗室現(xiàn)有測試設(shè)備的測試能力也很強(qiáng)。目前按軍標(biāo)配備的實驗室，也能完成某些民用產(chǎn)品的某些EMC指標(biāo)測量。同樣按民標(biāo)配備的實驗室也能執(zhí)行某些軍標(biāo)的測試。作為測試技術(shù)人員要弄清EUT屬于哪類產(chǎn)品，它應(yīng)執(zhí)行哪個標(biāo)準(zhǔn)。測試前應(yīng)該了解該測量標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)涵。產(chǎn)品設(shè)計師也應(yīng)該了解自己開發(fā)的產(chǎn)品應(yīng)該按著哪個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測。例如，一臺腎結(jié)石粉碎機(jī)要進(jìn)行EMC檢測

22、，應(yīng)按“GB4824-1996”工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療（ISM）射頻設(shè)備電磁騷擾特性的測量方法和限值進(jìn)行測量。新研制的電動玩具準(zhǔn)備推向市場，必須按照“GB4343-1995”家用或類似用途電動、電熱器具、電動工具及類似電器無線電干擾特性測量方法和允許值進(jìn)行測量。一臺雷達(dá)發(fā)射機(jī)在裝車之前，必須嚴(yán)格按照GJB152A-1997軍用設(shè)備、分系統(tǒng)電磁發(fā)射和電磁敏感度測量進(jìn)行測量等等。（2）每個EMC標(biāo)準(zhǔn)包括許多測試項目。具體EUT應(yīng)該執(zhí)行EMC測量標(biāo)準(zhǔn)的哪些測試項目，它的物理意義是什么，是測試前應(yīng)該弄清楚的。以雷達(dá)發(fā)射機(jī)為例，依據(jù)GJB151A-1997的提示或依據(jù)雷達(dá)技術(shù)指標(biāo)，一般要進(jìn)行以下項目的測試，如

23、CE102 10kHZ-10MHZ電源線傳導(dǎo)發(fā)射測量、CS101 25HZ-50kHZ電源線傳導(dǎo)敏感度測量，RE102 10kHZ-18GHZ殼體和所有電纜的輻射發(fā)射測量，其他項目依專業(yè)技術(shù)條件和具體情況而定。以RE102為例，說明其物理意義。它是指EUT在終端接匹配負(fù)載的情況下，設(shè)備機(jī)箱和各種連線上的射頻泄漏。具體分析如下：假設(shè)雷達(dá)發(fā)射機(jī)的設(shè)計滿足基本功能要求。實際測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在很寬的頻帶范圍內(nèi)產(chǎn)生了一些不希望的發(fā)射，包括帶外發(fā)射（在發(fā)射機(jī)頻帶附近，由于調(diào)制引起的頻譜展寬）、諧波發(fā)射（指發(fā)射機(jī)載波頻率整數(shù)倍的頻率上的發(fā)射）、分諧波發(fā)射（由倍頻原理設(shè)計的發(fā)射機(jī)上常常出現(xiàn)成整數(shù)倍小于載波頻率的

24、頻率上的發(fā)射）、寄生發(fā)射（由于發(fā)射機(jī)振蕩或放大級內(nèi)存在寄生耦合，使發(fā)射機(jī)產(chǎn)生自激導(dǎo)致的發(fā)射）、組合發(fā)射（由載波頻率或諧波頻率在非線性組件上產(chǎn)生的附加發(fā)射）、互調(diào)發(fā)射（由載波頻率或諧波頻率與外界電磁場作用，在高頻電路非線性組件上產(chǎn)生的發(fā)射）及各種噪聲發(fā)射等。依EMC觀點看問題，所有這些不希望有的發(fā)射的總和不能超過一定量，在EMC標(biāo)準(zhǔn)中用極限值表示，也稱限制線，即在一個指定頻率范圍內(nèi)的電平分布。（3）EMC測量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測量方法，實際工作中要嚴(yán)格按照規(guī)定操作。1.3.4 EMC試驗結(jié)果的評價衡量電子、電氣產(chǎn)品的好壞，首先是看功能性指標(biāo)，也稱電性能指標(biāo)，這是基本指標(biāo)，如放大器的增益、接收機(jī)靈敏度等。

25、隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子、電器產(chǎn)品的性能不斷發(fā)生變化，產(chǎn)品的功率要求增加，工作頻率向更高頻段發(fā)展，數(shù)傳速度在增加，接收機(jī)靈敏度在提高等。為改善大型電子系統(tǒng)工程的性能價格比，為環(huán)境保護(hù)，對組成電子系統(tǒng)的產(chǎn)品的非功能性指標(biāo)（這里主要指電磁兼容性）要求顯得越來越重要。非功能性指標(biāo)通過測試來檢驗。測試數(shù)據(jù)給出許多信息，我們要學(xué)會依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)判斷EUT是否通過指定的EMC標(biāo)準(zhǔn)。要學(xué)會判斷兩臺同樣通過標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品哪個EMC裕量更大。學(xué)會兩臺同樣未通過標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品反映的問題輕重是否一樣，問題的本質(zhì)是否有差異。EMC測試結(jié)果能夠給出EUT是否通過某EMC標(biāo)準(zhǔn)，對于那些沒有達(dá)標(biāo)的EUT，給出了具體的超標(biāo)頻點及超標(biāo)量

26、值。通過研究分析EMC測試結(jié)果有助于查明EMC受到破壞的原因，查明不希望有的電磁發(fā)射對各種敏感器作用的途徑。評價敏感器在各種工作狀態(tài)下受影響的程度，評價研制過程中所采用的組織措施、技術(shù)措施的有效性。現(xiàn)舉例說明如下：（1）對于具有發(fā)射性能的產(chǎn)品（包括各種發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的本振發(fā)射），必須檢驗它的多余發(fā)射（有用信號之外的發(fā)射），即由產(chǎn)品本身產(chǎn)生的、于信息傳輸有害的電磁噪聲和無用信號。在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T-4365中稱為電磁騷擾，在軍標(biāo)GJB-72中稱為電磁干擾。產(chǎn)品不產(chǎn)生任何電磁騷擾是不現(xiàn)實的，科學(xué)的方法是對騷擾進(jìn)行約束，這就是EMC標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的極限值。極限值用限制線將規(guī)定的或允許的電磁騷擾在頻域中表

27、述。嚴(yán)格地講，騷擾發(fā)射極限值是指對應(yīng)于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)測量方法的最大電磁騷擾允許 電平。如果用規(guī)定方法測得產(chǎn)品所有規(guī)定頻率上電磁發(fā)射騷擾電平低于限制線，則稱此產(chǎn)品通過電磁兼容的某個項目。不同頻率點上產(chǎn)品的發(fā)射電平低于發(fā)射限值不一樣，它們是頻率的函數(shù)，稱此差值為電磁干擾發(fā)射裕量。如果測得某些頻率點上的發(fā)射電平高于限制線，則稱此產(chǎn)品未通過EMC標(biāo)準(zhǔn)某些項目。這種發(fā)射可能是單個或多個頻點上的雜散發(fā)射，也可能有調(diào)制過程引起的帶外發(fā)射。具體情況具體分析，并且必須對癥下藥，實施EMC加固。根據(jù)超標(biāo)的頻譜進(jìn)行分析，對EUT的工作機(jī)理有所了解，就能判斷這種多余的發(fā)射來自何處。（2）對于具有敏感電路的產(chǎn)品必須檢測它的抗

28、電磁干擾的能力，即產(chǎn)品面臨電磁騷擾不降低運行性能的能力。在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T-4365中用抗擾度來描述。在國軍標(biāo)中用敏感度來描述，即設(shè)備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)暴露在電磁輻射下所呈現(xiàn)的不希望有的相應(yīng)程度。敏感度越高，抗擾能力越低。電磁騷擾的種類很多，從波興分有瞬、脈沖、尖峰、沖激脈沖、喀嚦聲等，總之，不同騷擾要用相應(yīng)的模擬干擾原來生成，通過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法施加給EUT。這些電磁騷擾的量值可用騷擾電壓、騷擾場強(qiáng)、騷擾功率來量度。實驗中量值的掌握是至關(guān)重要的。EMC測試報告中注明敏感度限值或抗干擾限值。它是指對產(chǎn)品抗干擾能力的基本要求，在標(biāo)準(zhǔn)或?qū)I(yè)技術(shù)條件中可以查詢到。如按GJB151A標(biāo)準(zhǔn)的輻射敏感度RS10

29、3，其限值為20V/m.綜上所述，EMC測試可以給出EUT是否通過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的結(jié)論，可以定量地給出哪個頻率點上有超標(biāo)的干擾存在，干擾性質(zhì)、超標(biāo)多少；同時也可以給出EUT在按標(biāo)準(zhǔn)施加敏感度限值的干擾時，EUT工作是否正常，還能給出EUT敏感度閾值與敏感度限值的差值。2 試驗設(shè)備及編程環(huán)境的基礎(chǔ)知識2.1試驗測量設(shè)備2.1.1測試接收機(jī)測試接收機(jī)與用于一般通信用的接收機(jī)有相當(dāng)大的不同。通信接收機(jī)是用于再現(xiàn)一個信號，在接收這種信號時，靈敏度和速度起著重要的作用。與此相反，測試接收機(jī)是用來測試射頻功率的幅度和頻度，它可能是干擾源，也可能是信號的載波。因此，對這種儀器的測量準(zhǔn)確度提出了很高的要求。由于在干

30、擾測量中經(jīng)常出現(xiàn)具有不同帶寬特性的信號，所以對測試接收機(jī)的互調(diào)特性也有嚴(yán)格的要求。通常也有用頻譜分析儀來測量電磁干擾（EMI）的，由于普通頻譜儀沒有預(yù)選濾波器且靈敏度低，因而測量的數(shù)值是不準(zhǔn)確的，特別是對脈沖干擾的測量。無預(yù)選功能的頻譜分析儀對寬帶干擾信號的加權(quán)校正測量很繁瑣，且其輸入不能提供測量寬帶干擾信號所需的動態(tài)范圍。為解決此問題，可對頻譜分析儀進(jìn)行改進(jìn)，使它們滿足上述要求。通過增加一些模塊，使原來的頻譜儀類似一臺接收機(jī)，但通過按一個鍵即可簡單地變回頻譜分析儀。這類儀器R&S公司和Agilent公司均有生產(chǎn)，名稱為接收機(jī)，但實質(zhì)上是頻譜儀改造而來的。頻譜分析儀改造的接收機(jī)與傳統(tǒng)的EMI接

31、收機(jī)相比明顯具有掃頻測量速度快、覆蓋同樣頻段的儀器體積小、價格相對便宜等優(yōu)點，對所關(guān)注的頻段掃描測量后，可直接給出頻譜分布圖形。因而，越來越多的實驗室選用頻譜分析儀式接收機(jī)作為EMI測量用儀器。1.測量接收機(jī)的組成測量接收機(jī)的組成框圖見圖1-1：圖1 測量接收機(jī)組成框圖（1） 輸入衰減器可將外部進(jìn)來的過大的信號或干擾電平衰減，調(diào)節(jié)衰減量大小，保證輸入電平在測量接收機(jī)可測范圍之內(nèi)，同時也可以避免過電壓或過電流造成測量接收機(jī)的損壞。（2）校準(zhǔn)信號發(fā)生器測量接收機(jī)本身提供的內(nèi)部校準(zhǔn)信號發(fā)生器，可隨時對接收機(jī)的增益進(jìn)行自校，以保證測量值的準(zhǔn)確。普通接收機(jī)不具有校準(zhǔn)信號發(fā)生器。（3）高頻放大器利用選頻放

32、大原理，僅選擇所需的測量信號進(jìn)入下級電路，而外來的各種雜散信號（包括鏡像頻率信號、中頻信號、交調(diào)諧波信號等）均排除在外。（4）混頻器將來自高頻放大器的高頻信號和來自本地振蕩器的信號合成產(chǎn)生一個差頻信號輸入的中頻放大器，由于差頻信號的頻率遠(yuǎn)低于高頻信號頻率，使中頻放大級增益得以提高。（5）本地振蕩器提供一個頻率穩(wěn)定的高頻震蕩信號。（6）中頻放大器由于中頻放大器的調(diào)諧電路可提供嚴(yán)格的頻帶寬度，又能獲得較高的增益，因此可保證接收機(jī)的總選擇性和整機(jī)靈敏度。（7）檢波器測量接收機(jī)的檢波方式與普通接收機(jī)有很大差異。測量接收機(jī)除可以接受正弦波信號外，更常用于接受脈沖干擾信號，因此測量接收機(jī)除具有平均值檢波功

33、能外還增加了峰值檢波和準(zhǔn)峰值檢波功能。（8）輸出指示早期測量接收機(jī)采用表頭指示電磁干擾電平，并用揚(yáng)聲器播放干擾信號的聲響。近幾年已廣泛采用液晶數(shù)字顯示代替表頭指示，且具備程控借口，使測量數(shù)據(jù)可存儲在計算機(jī)中進(jìn)行處理或打印出來查閱。2.測量接收機(jī)的工作原理接收機(jī)測量信號時，先將儀器調(diào)諧于某個測量頻率fi，該頻率經(jīng)高頻衰減器和高頻放大器后進(jìn)入混頻器，與本地振蕩器的頻率fl混頻，產(chǎn)生很多混頻信號。經(jīng)過中頻濾波器后僅得到中頻f0=fl-fi。中頻信號經(jīng)中頻衰減器、中頻放大器后由包絡(luò)檢波器進(jìn)行包絡(luò)檢波，濾去中頻，得到低頻信號A(t)。A(t)再進(jìn)一步進(jìn)行加權(quán)檢波，根據(jù)需要選擇檢波器，得到A(t)的峰值、

34、有效值、平均值或準(zhǔn)峰值。這些值經(jīng)低頻放大后可推動電表指示或在數(shù)碼管屏幕顯示出來。測量接收機(jī)測量的是輸出到其端口的信號電壓，為測場強(qiáng)或干擾電流須借助一個換能器，在其轉(zhuǎn)換系數(shù)的幫助下，將測到的端口電壓變換成場強(qiáng)、電流或功率。換能器依測量對象的不同可以是天線、電流探頭、功率吸收鉗或電源阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)等。3.測量接收機(jī)使用中應(yīng)注意的問題（1）防止輸入端過載輸入到測量接收機(jī)端口的電壓過大時，輕者引起系統(tǒng)線性的改變，使測量值失真，重者會損壞儀器，燒毀混頻器或衰減器。因此測量前需要小心判別所測信號的幅度大小，沒有把握時，接上外衰減器，以保護(hù)接收機(jī)的輸入端。另外，一般的測量接收機(jī)是不能測量直流電壓的，使用時一定

35、先確認(rèn)有無直流電壓存在，必要時串接隔直電容。（2）選擇合適的檢波方式依據(jù)不同的EMC測量標(biāo)準(zhǔn)，選擇平均值、有效值、準(zhǔn)峰值或峰值檢波器對信號進(jìn)行分析。實際干擾信號基本形式可分為三類：連續(xù)波、脈沖波和隨機(jī)噪聲。連續(xù)波干擾如載波、本振、電源諧波等，屬于窄帶干擾，在無調(diào)制的情況下，用峰值、有效值和平均值檢波器均可檢測出來，且測量的幅度相同。對于脈沖干擾信號，峰值檢波可以很好的反映脈沖的最大值，但反映不出脈沖重復(fù)頻率的變化。這時，采用準(zhǔn)峰值檢波器最為合適，其加權(quán)系數(shù)隨脈沖信號重復(fù)頻率的變化而改變，重復(fù)頻率低的脈沖信號引起的干擾小，因而加權(quán)系數(shù)小，反之加權(quán)系數(shù)大，表示脈沖信號的重復(fù)頻率高。而用平均值、有效

36、值檢波器測量脈沖信號，讀數(shù)也與脈沖的重復(fù)頻率有關(guān)。隨機(jī)干擾的來源有熱噪聲、雷達(dá)目標(biāo)反射以及自然環(huán)境噪聲等，這里主要分析平穩(wěn)隨機(jī)過程干擾信號的測量，通常采用有效值和平均值檢波器測量。利用這些檢波器的特性，通過比較信號在不同檢波器上的響應(yīng)，就可以判別所測未知信號的類型，確定干擾信號的性質(zhì)。如用峰值檢波器測量某一干擾信號，當(dāng)換成平均值檢波或有效值檢波時幅度不變，則信號是窄帶的；而幅度發(fā)生變化，則信號可能是寬帶信號（即頻譜超過接收機(jī)分辨帶寬的信號，如脈沖信號）（3）測試前的校準(zhǔn)測量接收機(jī)或頻譜儀都帶有校準(zhǔn)信號發(fā)生器，目的是通過比對的方法確定被測信號強(qiáng)度。測量接收機(jī)的校準(zhǔn)信號是一種具有特殊形狀的窄脈沖，

37、以保證在接收機(jī)工作頻段內(nèi)有均勻的頻譜密度。測量中每讀一個頻譜的幅度之前，都必須先校準(zhǔn)，否則測量值誤差較大。頻譜分析儀的校準(zhǔn)信號是正弦信號，其頻譜?？梢姼鞔沃C波，測量前校準(zhǔn)一次即可，通常頻譜分析儀啟動自動校準(zhǔn)時校準(zhǔn)的內(nèi)容比較多，如帶寬、參考電平、衰減幅度、頻率等，約需5-10分鐘。做測量接收機(jī)用時，有些頻譜分析儀也配有脈沖校準(zhǔn)源。（4）關(guān)于預(yù)選器無論是高電平的窄帶信號還是具有一定頻譜強(qiáng)度的寬帶信號，都有可能導(dǎo)致測量接收機(jī)輸入端的混頻器過載，產(chǎn)生錯誤的測量結(jié)果。對于脈沖類的寬帶信號，在混頻器前進(jìn)行濾波（也稱為預(yù)選），可避免發(fā)生過載現(xiàn)象。不經(jīng)預(yù)選時，寬帶信號的所有頻譜分量都同時出現(xiàn)在混頻器上，若寬帶

38、信號的時域峰值幅度超過混頻器的過載電平，便會發(fā)生過載情況。由于進(jìn)行了跟蹤濾波，故輸入信號頻譜只有一部分進(jìn)入預(yù)選器的通帶內(nèi)，到達(dá)混頻器的輸入端，輸入信號的頻譜強(qiáng)度不會因濾波而改變。這種靠濾波而不是靠衰減來實現(xiàn)的幅度減小，改變了寬帶信號測量的動態(tài)范圍，同時又能維持接收機(jī)測量低電平信號的能力。若窄帶信號（如連續(xù)波信號）處在預(yù)選濾波器的通帶內(nèi)，則預(yù)選的過程不會改變測量窄帶信號的動態(tài)范圍。2.1.2電源阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)電源阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)（也稱人工電源網(wǎng)絡(luò)）在射頻范圍內(nèi)向被測設(shè)備提供一個穩(wěn)定的阻抗，并將被測設(shè)備與電網(wǎng)上的高頻干擾隔離開，然后將干擾電壓耦合到接收機(jī)上。電源阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)對每根電源線提供三個端口，分別

39、為供電電源輸入端、到被測設(shè)備的電源輸出端和連接測量設(shè)備的干擾輸出端。電源阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的阻抗是指干擾信號輸出端接50W負(fù)載阻抗時，在設(shè)備端測得的相對于參考地的阻抗的模。當(dāng)干擾輸出端沒有與測量接收機(jī)相連時，該輸出端應(yīng)接50W負(fù)載阻抗。除阻抗參數(shù)外，電容修正系數(shù)也是其重要參數(shù)，用于將接收機(jī)測量的端口電壓，轉(zhuǎn)換成被測電源線上的干擾電壓。2.1.3大功率定向耦合器定向耦合器是功率測量的常用部件，它是一種無耗的三端/四端網(wǎng)絡(luò)，有一個耦合端的稱單定向耦合器，有兩個則稱雙定向耦合器。當(dāng)輸入端接功率源，輸出端接負(fù)載后，兩個耦合端分別接功率計或頻譜儀，由靠近輸入端的耦合端3測量前向功率，由靠近負(fù)載端的耦合端4測量

40、反向功率。小功率定向耦合器的輸入、輸出端是互易的。示意圖如圖2所示。圖2 定向耦合器示意圖2.2編程環(huán)境的相關(guān)知識簡介2.2.1虛擬儀器技術(shù)介紹虛擬儀器技術(shù)就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應(yīng)用。靈活高效的軟件能幫助您創(chuàng)建完全自定義的用戶界面，模塊化的硬件能方便地提供全方位的系統(tǒng)集成，標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件平臺能滿足對同步和定時應(yīng)用的需求。這也正是NI近30年來始終引領(lǐng)測試測量行業(yè)發(fā)展趨勢的原因所在。只有同時擁有高效的軟件、模塊化I/O硬件和用于集成的軟硬件平臺這三大組成部分，才能充分發(fā)揮虛擬儀器技術(shù)性能高、擴(kuò)展性強(qiáng)、開發(fā)時間少，以及出色的集成這四大優(yōu)勢。虛擬儀

41、器技術(shù)的三大組成部分：1.高效的軟件軟件是虛擬儀器技術(shù)中最重要的部份。使用正確的軟件工具并通過設(shè)計或調(diào)用特定的程序模塊，工程師和科學(xué)家們可以高效地創(chuàng)建自己的應(yīng)用以及友好的人機(jī)交互界面。NI公司提供的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)圖形化編程軟件LabVIEW，不僅能輕松方便地完成與各種軟硬件的連接，更能提供強(qiáng)大的后續(xù)數(shù)據(jù)處理能力，設(shè)置數(shù)據(jù)處理、轉(zhuǎn)換、存儲的方式，并將結(jié)果顯示給用戶。此外，NI 提供了更多交互式的測量工具和更高層的系統(tǒng)管理軟件工具，例如連接設(shè)計與測試的交互式軟件SignalExpress、用于傳統(tǒng)C語言的LabWindows/CVI、針對微軟Visual Studio的Measurement Studi

42、o等等，均可滿足客戶對高性能應(yīng)用的需求。有了功能強(qiáng)大的軟件，您就可以在儀器中創(chuàng)建智能性和決策功能，從而發(fā)揮虛擬儀器技術(shù)在測試應(yīng)用中的強(qiáng)大優(yōu)勢。2模塊化的I/O硬件面對如今日益復(fù)雜的測試測量應(yīng)用，NI提供了全方位的軟硬件的解決方案。無論您是使用PCI, PXI, PCMCIA, USB或者是1394總線，NI都能提供相應(yīng)的模塊化的硬件產(chǎn)品，產(chǎn)品種類從數(shù)據(jù)采集、信號條理、聲音和振動測量、視覺、運動、儀器控制、分布式I/O到CAN接口等工業(yè)通訊，應(yīng)有盡有。NI高性能的硬件產(chǎn)品結(jié)合靈活的開發(fā)軟件，可以為負(fù)責(zé)測試和設(shè)計工作的工程師們創(chuàng)建完全自定義的測量系統(tǒng)，滿足各種獨特的應(yīng)用要求。目前，NI已經(jīng)達(dá)到了每

43、2個工作日推出一款硬件產(chǎn)品的速度，大大拓寬了用戶的選擇面：例如NI新近推出的新一代數(shù)據(jù)采集設(shè)備先期推出的20款M系列DAQ卡，就為數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域設(shè)定了全新的標(biāo)準(zhǔn)。3用于集成的軟硬件平臺NI首先提出的專為測試任務(wù)設(shè)計的PXI硬件平臺，已經(jīng)成為當(dāng)今測試、測量和自動化應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)平臺，它的開放式構(gòu)架、靈活性和PC技術(shù)的成本優(yōu)勢為測量和自動化行業(yè)帶來了一場翻天覆地的改革。由NI發(fā)起的PXI系統(tǒng)聯(lián)盟現(xiàn)已吸引了68家廠商，聯(lián)盟屬下的產(chǎn)品數(shù)量也已激增至近千種。PXI作為一種專為工業(yè)數(shù)據(jù)采集與自動化應(yīng)用度身定制的模塊化儀器平臺，內(nèi)建有高端的定時和觸發(fā)總線，再配以各類模塊化的I/O硬件和相應(yīng)的測試測量開發(fā)軟件 ，您

44、就可以建立完全自定義的測試測量解決方案。無論是面對簡單的數(shù)據(jù)采集應(yīng)用，還是高端的混合信號同步采集，借助PXI高性能的硬件平臺，您都能應(yīng)付自如。這就是虛擬儀器技術(shù)帶給您的無可比擬的優(yōu)勢。虛擬儀器技術(shù)的四大優(yōu)勢：1.性能高虛擬儀器技術(shù)是在PC技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，所以完全“繼承”了以現(xiàn)成即用的PC技術(shù)為主導(dǎo)的最新商業(yè)技術(shù)的優(yōu)點，包括功能超卓的處理器和文件I/O，使您在數(shù)據(jù)高速導(dǎo)入磁盤的同時就能實時地進(jìn)行復(fù)雜的分析。此外，不斷發(fā)展的因特網(wǎng)和越來越快的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使得虛擬儀器技術(shù)展現(xiàn)其更強(qiáng)大的優(yōu)勢。2.擴(kuò)展性強(qiáng)NI的軟硬件工具使得工程師和科學(xué)家們不再圈囿于當(dāng)前的技術(shù)中。得益于NI軟件的靈活性，只需更新

45、您的計算機(jī)或測量硬件，就能以最少的硬件投資和極少的、甚至無需軟件上的升級即可改進(jìn)您的整個系統(tǒng)。在利用最新科技的時候，您可以把它們集成到現(xiàn)有的測量設(shè)備，最終以較少的成本加速產(chǎn)品上市的時間。3.開發(fā)時間少在驅(qū)動和應(yīng)用兩個層面上，NI高效的軟件構(gòu)架能與計算機(jī)、儀器儀表和通訊方面的最新技術(shù)結(jié)合在一起。NI設(shè)計這一軟件構(gòu)架的初衷就是為了方便用戶的操作，同時還提供了靈活性和強(qiáng)大的功能，使您輕松地配置、創(chuàng)建、發(fā)布、維護(hù)和修改高性能、低成本的測量和控制解決方案。4.無縫集成虛擬儀器技術(shù)從本質(zhì)上說是一個集成的軟硬件概念。隨著產(chǎn)品在功能上不斷地趨于復(fù)雜，工程師們通常需要集成多個測量設(shè)備來滿足完整的測試需求，而連接

46、和集成這些不同設(shè)備總是要耗費大量的時間。NI的虛擬儀器軟件平臺為所有的I/O設(shè)備提供了標(biāo)準(zhǔn)的接口，幫助用戶輕松地將多個測量設(shè)備集成到單個系統(tǒng)，減少了任務(wù)的復(fù)雜性。2.2.2Labview簡介LabVIEW是NI推出的虛擬儀器開發(fā)平臺軟件，它們能夠以其直觀簡便的編程方式、眾多的源碼級的設(shè)備驅(qū)動程序、多種多樣的分析和表達(dá)功能支持，為用戶快捷地構(gòu)筑自己在實際生產(chǎn)中所需要的儀器系統(tǒng)創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。 LabVIEW采用圖形化編程語言-G語言，產(chǎn)生的程序是框圖的形式，易學(xué)易用，特別適合硬件工程師、實驗室技術(shù)人員、生產(chǎn)線工藝技術(shù)人員的學(xué)習(xí)和使用，可在很短的時間內(nèi)掌握并應(yīng)用到實踐中去。特別是對于熟悉儀器結(jié)構(gòu)和

47、硬件電路的硬件工程師、現(xiàn)場工程技術(shù)人員及測試技術(shù)人員來說，編程就像設(shè)計電路圖一樣；因此，硬件工程師、現(xiàn)場工程技術(shù)人員及測試技術(shù)人員們學(xué)習(xí)LabVIEW駕輕就熟，在很短的時間內(nèi)就能夠?qū)W會并應(yīng)用LabVIEW。也不必去記憶那眼花繚亂的文本式程序代碼。 LabVIEW這么容易學(xué)習(xí)和使用，是不是LabVIEW的功能十分有限呢？不。像C或C+等其它計算機(jī)高級語言一樣，LabVIEW也是一種通用編程系統(tǒng)，具有各種各樣、功能強(qiáng)大的函數(shù)庫，包括數(shù)據(jù)采集、GPIB、串行儀器控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲，甚至還有目前十分熱門的網(wǎng)絡(luò)功能。LabVIEW也有完善的仿真、調(diào)試工具，如設(shè)置斷點、單步等。LabVIE

48、W的動態(tài)連續(xù)跟蹤方式，可以連續(xù)、動態(tài)地觀察程序中的數(shù)據(jù)及其變化情況，比其它語言的開發(fā)環(huán)境更方便、更有效。而且LabVIEW與其它計算機(jī)語言相比，有一個特別重要的不同點：其它計算機(jī)語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼行，而LabVIEW采用圖形化編程語言-G語言。 LabVIEW程序又稱為虛擬儀器，它的表現(xiàn)形式和功能類似于實際的儀器；但LabVIEW程序很容易改變設(shè)置和功能。因此，LabVIEW特別適用于實驗室、多品種小批量的生產(chǎn)線等需要經(jīng)常改變儀器和設(shè)備的參數(shù)和功能的場合，及對信號進(jìn)行分析研究、傳輸?shù)葓龊稀?總之，由于LabVIEW能夠為用戶提供簡明、直觀、易用的圖形編程方式，能夠?qū)⒎爆崗?fù)雜的語

49、言編程簡化成為以菜單提示方式選擇功能，并且用線條將各種功能連接起來，十分省時簡便，深受用戶青睞。與傳統(tǒng)的編程語言比較，LabVIEW圖形編程方式能夠節(jié)省85以上的程序開發(fā)時間，其運行速度卻幾乎不受影響，體現(xiàn)出了極高的效率。使用虛擬儀器產(chǎn)品，用戶可以根據(jù)實際生產(chǎn)需要重新構(gòu)筑新的儀器系統(tǒng)。例如，用戶可以將原有的帶有RS232接口的儀器、VXI總線儀器以及GPIB儀器通過計算機(jī)，聯(lián)接在一起，組成各種各樣新的儀器系統(tǒng)，由計算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理和操作。 可以預(yù)見，由于LabVIEW這些其他語言無法比擬的優(yōu)勢，已經(jīng)成為該領(lǐng)域的一朵奇葩！最終將引發(fā)傳統(tǒng)的儀器產(chǎn)業(yè)一場新的革命。3 CE106測試系統(tǒng)的操作步驟與實

50、現(xiàn)CE106中CE代表的意思是傳導(dǎo)發(fā)射，而106是代碼。CE106是10kHz40GHz天線端子傳導(dǎo)發(fā)射的測量，本課題就是基于Labview實現(xiàn)CE106試驗的自動控制。3.1 CE106測試試驗基本原理測量發(fā)射機(jī)或接收機(jī)天線端子的傳導(dǎo)發(fā)射時，采用定向耦合器法測量。通過定向耦合器將大功率的發(fā)射機(jī)天線輸出接至模擬負(fù)載，通過定向耦合器的耦合端測量天線端口的傳導(dǎo)發(fā)射。由于耦合出的載波功率仍很大，超出了接收機(jī)的幅度測量范圍，而所測的傳導(dǎo)發(fā)射值則遠(yuǎn)小于載波功率，因此需要將發(fā)射機(jī)的載波功率抑制掉，即在測量接收機(jī)和定向耦合器的耦合輸出端之間接入抑制網(wǎng)絡(luò)，其功能類似帶阻濾波器，將載頻抑制掉，測量可由自動測量系

51、統(tǒng)完成，并給出測量的幅/頻曲線。測量頻段為10kHz40GHz。3.2 測試設(shè)備a. 測量接收機(jī)；b. 衰減器；c. 抑制網(wǎng)絡(luò)；d. 定向耦合器；e. 假負(fù)載；f. 信號發(fā)生器；g. 數(shù)據(jù)記錄裝置。3.3 測試配置3.3.1 校準(zhǔn)根據(jù)需要，按圖35中信號發(fā)生器路徑布置測試配置。圖3或圖4的選擇取決于EUT的發(fā)射功率和測試設(shè)備的功率處理能力。3.3.2 EUT測試根據(jù)需要，按圖35所示的EUT路徑布置測試配置。圖3或圖4的選擇取決于EUT的發(fā)射功率和測試設(shè)備的功率處理能力。圖3 小功率發(fā)射機(jī)測試配置圖4 大功率發(fā)射機(jī)測試配置圖5 發(fā)射機(jī)（待發(fā)狀態(tài)）和接收機(jī)測試配置3.4 測試方法3.4.1 發(fā)射

52、機(jī)(發(fā)射狀態(tài))測試方法3.4.1.1 校準(zhǔn)a. 測試設(shè)備通電預(yù)熱，使其達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)；b. 通過系統(tǒng)檢查路徑用信號發(fā)生器施加一個已知電平的校準(zhǔn)信號，其頻率(f0)在測試頻率范圍中段上；c. 用與正常數(shù)據(jù)采集同樣的方式使測量接收機(jī)掃描，檢查測量接收機(jī)，確定測得信號電平是否在預(yù)期信號電平的3dB范圍之內(nèi)；d. 如果獲得的讀數(shù)偏差超過3dB，則要在進(jìn)行測試之前找出誤差原因并糾正；e. 對測試頻率范圍的兩個端點頻率重復(fù)3.4.1.1b3.4.1.1d測試。3.4.1.2 EUT測試a. EUT通電預(yù)熱，使其達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)；b. 將EUT調(diào)到所需的測試頻率并使用測量路徑進(jìn)行測試；c. 采用本標(biāo)準(zhǔn)一般

53、要求中規(guī)定的帶寬和最小測量時間1，使測量接收機(jī)在適用的頻率范圍內(nèi)掃描；d. 按設(shè)備規(guī)范中規(guī)定對EUT施加相應(yīng)的調(diào)制；e. 記錄基頻(f0)的功率電平和測量接收機(jī)帶寬；f. 當(dāng)必要時，可插入基頻抑制網(wǎng)絡(luò)；g. 掃描關(guān)心的頻率范圍并記錄所有諧波和亂真發(fā)射電平。該電平應(yīng)加上電纜損耗、衰減器及抑制網(wǎng)絡(luò)所有修正系數(shù)。仍保持使用3.4.l.2e條中進(jìn)行基頻(f0)功率電平測量時使用的測量接收機(jī)帶寬；h. 鑒別并確認(rèn)亂真輸出是來自EUT而不是測量系統(tǒng)的亂真響應(yīng)；i. 對EUT的其它基頻(f0)，重復(fù)3.4.1.2e3.4.1.2h測試；j. 按下列步驟確定每一諧波和亂真頻率的測量路徑損耗：(1) 用信號發(fā)生

54、器代替EUT；(2) 保持測量路徑中所有耦合器和抑制網(wǎng)絡(luò)不變；(3) 通過測量路徑確定其損耗。為便于用低電平信號發(fā)生器從路徑一端到另一端的檢查，可以降低衰減器的值。3.4.2 發(fā)射機(jī)(待發(fā)狀態(tài))和接收機(jī)測試方法3.4.2.1 校準(zhǔn)a. 測試設(shè)備通電預(yù)熱，使其達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)；b. 按照本標(biāo)準(zhǔn)一般要求，通過系統(tǒng)檢查路徑用信號發(fā)生器施加一個幅度低于GJB151A極限值26dB的標(biāo)準(zhǔn)信號，其頻率(f0)在測試頻率范圍中段上；c. 用與正常數(shù)據(jù)采集同樣的方式使測量接收機(jī)掃描，檢查測量接收機(jī)，確定測得的信號電平是否在注入信號電平的3dB范圍之內(nèi)；d. 如果獲得的讀數(shù)偏差超過3dB，則要在進(jìn)行測試之前找出

55、誤差原因并糾正；e. 對測試頻率范圍的兩個端點頻率重復(fù)3.4.2.1b3.4.2.1d測試。3.4.2.2 EUT測試a. EUT通電預(yù)熱，使其達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)；b. 將EUT調(diào)到所需的工作頻率并使用測量路徑進(jìn)行測試；c. 采用本標(biāo)準(zhǔn)一般要求中規(guī)定的帶寬和最小測量時間，使測量接收機(jī)在適用的頻率范圍內(nèi)掃描；d. 對按本標(biāo)準(zhǔn)一般要求中要求的其它頻率重復(fù)3.4.2.2b3.4.2.2c測試。3.5 數(shù)據(jù)提供3.5.1 發(fā)射機(jī)(發(fā)射狀態(tài))數(shù)據(jù)提供要求如下：a. 用曲線圖或表的形式提供f0和測得的所有諧波和亂真發(fā)射頻率的數(shù)據(jù)，基波、諧波和亂真發(fā)射的功率電平(用dBm表示)，以及包括電纜損耗、衰減器衰減和

56、抑制網(wǎng)絡(luò)的插入損耗等所有修正系數(shù)；b. 用3.4.1.2e得到的電平值減去3.4.1.2g得到的電平值就是對諧波和亂真發(fā)射的抑制。3.5.2 發(fā)射機(jī)(待發(fā)狀態(tài))和接收機(jī)數(shù)據(jù)提供要求如下：a. 對每一調(diào)諧頻率，連續(xù)地自動地繪出幅度與頻率之間的曲線圖。除為核實曲線圖外，不接受手動采集的數(shù)據(jù)；b. 在每一曲線圖上顯示適用極限值；c. 每條曲線都應(yīng)達(dá)到至少百分之一或兩倍于測量接收機(jī)帶寬(取要求較寬的)的頻率分辨率，以及至少1dB的幅度分辨率；d. 提供測試方法中EUT測試和測試系統(tǒng)校準(zhǔn)檢查兩組曲線。3.6 試驗流程圖CE106試驗的流程圖見圖6圖6 CE106試驗流程圖3.7 軟件實際操作步驟3.7.

57、1 CE106試驗實際操作步驟前準(zhǔn)備1.利用電壓表檢查電源地和大地間的電壓是否為零；2.通過觸摸金屬接地物品將人體靜電泄放干凈；3.已選電纜的內(nèi)外導(dǎo)體是否短路；4.內(nèi)導(dǎo)體是否點連接良好；5.電源電壓是否為220V11V；6.根據(jù)EUT類型分為小功率發(fā)射機(jī)，大功率發(fā)射機(jī)，發(fā)射機(jī)（待發(fā)狀態(tài)）和接收機(jī)，分別進(jìn)行校準(zhǔn)和測試。3.7.2 CE106校準(zhǔn)試驗界面及各功能簡要說明CE106校準(zhǔn)試驗界面：圖7 CE106校準(zhǔn)界面圖在CE106校準(zhǔn)界面中，各按鈕和列表的功能簡要說明如表1：試驗結(jié)束指示試驗進(jìn)行的狀態(tài)。試驗結(jié)束時燈為白色；試驗進(jìn)行時，燈為綠色且不停閃爍。開始試驗當(dāng)試驗 準(zhǔn)備就緒后，需單擊試驗開始試驗才會進(jìn)行；當(dāng)試驗進(jìn)行過程中，單擊試驗開始將不會產(chǎn)生任何作用。信號源地址顯示已接儀器的地址，用戶需自己選擇信號源的地址。接收機(jī)地址顯示已接儀器的地址，用戶需自己選擇接收機(jī)的地址。天線開關(guān)地址顯示已接儀器的地址，用戶需自己選擇天線開關(guān)的地址。該地址為儀器自動控制軟件自動檢測，無需手動填寫。起始頻率測試的起始頻率。終止頻率測試的終止頻率。當(dāng)前頻率顯示當(dāng)前的測試頻率。數(shù)據(jù)存儲路徑選擇試驗結(jié)果數(shù)據(jù)的存儲路徑。儀表