專利名稱：采用組合方波掃頻測試頻域特性的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種采用組合方波掃頻測試頻域特性的方法和裝置，應用于通信線路綜合測試系統的頻域特性測試裝置，或者應用于各種雙端口或四端口的網絡或部件的頻率特性測試的通用掃頻測試儀表，實現頻率響應、衰減損耗、縱向平衡、近端串擾、遠端串擾各性能參數的測試，為固定電話網運營商的不對稱數字用戶線路(ADSL)數據業務的線路開通和線路維護提供測試方法，為智能建筑綜合布線工程現場檢測提供測試測試工具，為各種雙端口或四端口的網絡或部件的頻域特性測試提供測試工具，屬于通信技術領域。
背景技術：
通信線路基于頻率帶寬的頻域特性測試，主要包括兩方面的內容帶內傳輸的通過性能和抗干擾性能。
頻率響應、衰減損耗為帶內傳輸的通過性能，縱向平衡、近端串擾、遠端串擾為帶內傳輸的抗干擾性能。
在采用ADSL以及其它模式傳輸的通信線路的綜合測試系統中，頻域特性測試功能的測試數據用于判斷用戶線路的頻域性能，為線路開通預評估和線路故障判斷提供必要的依據。在智能建筑綜合布線工程的現場檢測過程中，頻域特性測試功能的測試數據用于判斷線路系統的頻域性能，為評價線路敷設質量或部件安裝質量提供必要的依據。
同類裝置現有的頻域特性測試功能，采用常規的正弦波掃頻方法，即在測試帶寬內依次改變激勵正弦波信號的頻率，再分別測試不同頻點上的頻域特性參數值。正弦波掃頻方法的缺陷，首先是電路較為復雜，裝置生產成本較高，使用可靠性較低。其次是每輸出一個頻率的激勵信號只能測量一個頻點的數據，因此每個測試周期需要占用的時間較長，裝置的使用效率低。
發明內容
本發明的目的是提供一種的電路簡單、測試效率高，生產成本低的采用組合方波掃頻測試頻域特性的方法和裝置。
為實現以上目的，本發明的技術方案為一種采用組合方波掃頻測試頻域特性的方法，其特征在于，采用C語言和匯編語言在嵌入式操作系統平臺上編制程序，運行在頻域特性測試裝置中，其方法為第一步測試初始化將頻域特性測試裝置中濾波放大模塊的放大倍數設置為基值0dB，復位頻域特性測試裝置的至少2個基波的方波組合單元，復位頻域特性測試裝置的數據采集模塊；第二步功能參數設置根據測試指令選擇測試操作，設置頻率范圍、頻率步長ΔfT、采樣頻率fS、采樣點數K，將頻域特性測試裝置中的激勵信號功放電路和輸入匹配電路連接到端口；設置K、fS、ΔfT應滿足K≥fSΔfT]]>且為2的整數次冪(1)設置的濾波電路帶寬應覆蓋測試帶寬，且小于采樣頻率的二分之一；第三步激勵信號輸出開啟頻域特性測試裝置中的至少2個基波的方波組合單元的信號開關，輸出至少2個基波的組合方波掃頻激勵信號fEP、fEN和采樣控制信號fS；
第四步時域采樣啟動數據采集模塊，對測試采樣信號進行模數轉換，連續采集存儲采樣數據，分別采樣輸出信號vE(k)和輸入信號vin(k)，存儲采樣數據；第五步放大調整如果采樣數據對應的信號電壓幅值VADC在1.9V～2.3V之間，程序則進入到下一步；如果采樣數據對應的信號電壓幅值VADC在1.9V～2.3V之外，按照下式調整放大倍數GT=2.1×GT-1VADC---(2)]]>其中GT為當前需要設置的放大倍數，GT-1為前次設置的放大倍數，設置完成當前放大倍數后，程序回到第四步重新進行時域采樣；第六步數據處理將采樣數據進行Fourier變換，在頻域選擇對應頻點上的數據，按照測試操作對應的公式計算測試結果，如果各個頻點掃頻測試的步驟還沒有結束，則回到第二步設置下一個頻點的測試參數，所述數據處理步驟包括以下內容①Fourier變換，計算公式為V(n)=2·[1N·β·Σk=1Nv(k)·e-j2π(k-1)nN]]]>k=1,2,...,N,n=1,2,...,N2---(3)]]>將采樣數據ve(k)和對應的放大倍數GE(T)代入式(1)得到VE(n)=2·[1N·GE(T)·Σk=1Nve(k)·ej2π(k-1)nN]]]>將采樣數據vin(k)和對應的放大倍數GIN(T)代入式(1)得到
VIN(n)=2·[1N·GIN(T)·Σk=1Nvin(k)·e-j2π(k-1)nN]]]>②頻域數據選擇，在Fourier變換得到的VE(n)和VIN(n)各N/2個數據中，各選擇2個頻域對應點上的數據，作為頻域采樣的輸出和輸入電壓數據，選擇的兩個點序號為nA=KfS·fEA,nB=KfS·fEB---(4)]]>③選項頻率響應測試操作或衰減損耗測試操作，則將頻域采樣的輸出和輸入電壓數據進行計算，得到頻率響應或衰減損耗值FR(n)=20logVIN(n)VE(n)---(5)]]>其中n為每次測試中選擇的2個頻域對應點nA和nB；④選項縱向平衡測試操作，則將頻域采樣的輸出和輸入電壓數據進行計算，得到縱向平衡值LB(n)=20logVE(n)VIN(n)---(6)]]>其中n為每次測試中選擇的2個頻域對應點nA和nB；⑤選項近端串擾或遠端串擾測試操作，則取頻域采樣的輸出和輸入電壓數據進行計算，得到擾動值XT(n)=20logVIN(n)VE(n)---(7)]]>其中n為每次測試中選擇的2個頻域對應點nA和nB；計算結果分別用物理量NEXT(n)或FEXT(n)替代LB(n)；各項測試的區別在于，VE(n)和VIN(n)的測試采樣位置點不同，此外，縱向平衡的測試結果一般大于零，而頻率響應、近端串擾或遠端串擾的測試結果一般小于零；
第七步測試結果輸出當各個頻點掃頻測試的步驟全部完成后，上傳測試數據或者在顯示屏上顯示測試結果。
所述測試結果輸出步驟，在整個測試周期完成之后，將存儲的測試數據上傳到裝置連接的計算機，或者變換為曲線在裝置的顯示屏上顯示測試圖形和測試結果。
采用組合方波掃頻測試頻域特性的裝置，其特征在于，所述的頻域特性測試裝置由嵌入式系統、測試控制模塊、至少2個基波的方波組合單元、測試接口、濾波放大模塊、數據采集模塊組成，嵌入式系統分別與測試控制模塊和數據采集模塊連接，測試控制模塊分別連接至少2個基波的方波組合單元、測試接口、濾波放大模塊和數據采集模塊，至少2個基波的方波組合單元與測試接口連接，測試接口通過濾波放大模塊與數據采集模塊連接。
本發明與現有的同類裝置所采用的正弦波掃頻測試的方法不同點為第一，所述激勵信號輸出步驟，開啟至少2個基波的方波組合單元，輸出組合方波掃頻激勵信號和采樣控制信號，其中，組合方波掃頻激勵信號由2個或更多的頻率為基波的方波信號疊加而成。
第二，所述數據處理步驟之頻域數據選擇，根據激勵信號基波頻率的設置，在Fourier變換得到的數據中選擇激勵信號基波頻率對應的頻點數據作為頻域采樣的輸出和輸入電壓數據，計算相應測試操作的結果數據。
本發明的優點是1.簡化了激勵信號的發生電路和功放電路，從而提高了使用可靠性；2.每次組合方波激勵信號可以測試2個或更多的頻點的數據從而提高了使用效率。
3.在頻域選擇數據進行數據處理，從而提高了測試精度。
圖1頻域特性測試裝置電路結構框圖；圖22個基波的方波組合單元電路結構框圖；圖35倍和6倍頻率步長的2個基波組合方波激勵波形示意圖；圖4方波組合單元產生5倍和6倍頻率步長的2個基波組合方波示意圖；圖5嵌入式系統電路結構框圖；圖6測試控制模塊電路結構框圖；圖7測試接口電路結構框圖；圖8濾波放大模塊電路結構框圖；圖9數據采集模塊電路結構框圖；圖10頻域特性測試裝置組合方波掃頻法測試流程圖；圖11縱向平衡掃頻測試實例第3步采集的信號源數據圖形；圖12縱向平衡掃頻測試實例第3步采集的平衡誤差數據圖形。
具體實施例方式
以下結合附圖，對采用本發明的頻域特性測試裝置實施例作進一步詳細描述。但本實施例并不用于限制本發明，凡是采用本發明的相似結構、相似方法及其相似變化，均應列入本發明的保護范圍。
實施例如圖1所示，為頻域特性測試裝置結構框圖，所述的所述的頻域特性測試裝置由嵌入式系統、測試控制模塊、至少2個基波的方波組合單元、測試接口、濾波放大模塊、數據采集模塊組成，嵌入式系統分別與測試控制模塊和數據采集模塊連接，測試控制模塊分別連接至少2個基波的方波組合單元、測試接口、濾波放大模塊和數據采集模塊，至少2個基波的方波組合單元與測試接口連接，組合方波激勵信號經過測試接口放大驅動后再輸出，測試信號由測試接口輸入，經過濾波放大后連接到數據采集電路。
如圖2所示，為2個基波的方波組合單元電路結構示意圖，所述的方波組合單元由波形控制邏輯、增量存儲器A、周期累加器A、增量存儲器B、周期累加器B、信號開關和疊加邏輯組成，控制信號和基準頻率信號fR連接到波形控制邏輯，波形控制邏輯分別連接增量存儲器A、周期累加器A、增量存儲器B、周期累加器B和信號開關，增量存儲器A連接周期累加器A，增量存儲器B連接周期累加器B，周期累加器A和周期累加器B的多路頻率信號連接到信號開關，周期累加器A輸出的主激勵基準fEA和周期累加器B輸出的次激勵基準fEB連接到疊加邏輯，最后輸出掃頻驅動控制信號vEP和vEN，信號開關還輸出采樣基準信號fS。
在輸入基準頻率信號fR的每個計數周期，增量存儲器的值ΔTA疊加到N位2進制周期累加器A，ΔTB疊加到N位2進制周期累加器B，周期累加器A的最高位狀態輸出作為主激勵基準fEA，周期累加器B的最高位狀態輸出作為次激勵基準fEB，增量存儲器的設置為ΔTX=fEX×2NfR,X=A,B---(8)]]>例如，基準頻率fR選擇35.328MHz，兩個周期累加器均設置為N＝32位計數，兩個激勵基準的頻率分辨率均優于1％Hz。兩個增量存儲器均設置為28位數，兩個激勵基準最高頻率可達2.208MHz。
方波組合單元采用可編程邏輯芯片EP1C6Q240來實現，芯片外圍電路連接方法參照芯片使用說明，輸入基準頻率信號連接到指定的全局時鐘輸入端，其它輸入輸出信號連接到芯片的用戶I/O端。
如圖3所示，為5倍頻率步長和6倍頻率步長的2個基波組合方波激勵波形的示意圖，在時間軸上，組合方波激勵信號vE由主激勵頻率信號fEA和次激勵頻率信號fEB在時間軸上逐點疊加而成。
如圖4所示，為方波組合單元產生5倍和6倍頻率步長的2個基波組合方波的邏輯關系示意圖，數字電路只有高電平和低電平，不能直接輸出帶正負的組合方波激勵信號vE。在方波組合單元中，由設置的ΔTA產生5倍頻率步長的主激勵基準fEA，ΔTB產生6倍頻率步長的次激勵基準fEB，經過疊加邏輯，產生組合方波的正、負基準信號vEP和vEN，再經過測試接口的功放電路產生組合方波激勵信號vE。組合方波的正基準信號vEP等于主激勵基準fEA與次激勵基準fEB的邏輯與，組合方波的負基準信號vEN等于主激勵基準fEA的反與次激勵基準fEB的反的邏輯與。
如圖5所示，為嵌入式系統結構框圖，所述的嵌入式系統由中央處理器、動態隨機存儲器、快閃存儲器、擴展接口、網絡接口和串行接口組成，中央處理器直接連接串行接口，并通過數據地址控制總線分別連接動態隨機存儲器、快閃存儲器、擴展接口和網絡接口，嵌入式系統通過擴展接口去連接圖1中的測試控制模塊和數據采集模塊，實現測試過程的控制和測試數據的采樣輸入。嵌入式系統通過網絡接口連接計算機，串行接口是嵌入式系統的調試接口，還作為指令與數據傳輸的備用通道。
嵌入式系統的中央處理器采用ARM7系列芯片S3C44B0X，動態隨機存儲器采用芯片HY57V561620CT-H，快閃存儲器采用芯片E28F128J3C150，擴展接口采用芯片SN74LVTH16245A，網絡接口采用芯片DM9000E，串行接口采用芯片MAX202，芯片外圍電路以及各芯片之間的連接方法，參照相應的芯片使用說明。
如圖6所示，為測試控制模塊電路結構框圖，所述的測試控制模塊由總線緩沖器、定時器、方波控制邏輯、接口控制邏輯、放大控制邏輯、采集控制邏輯組成，定總線緩沖器分別與定時器、方波控制邏輯、接口控制邏輯、放大控制邏輯和采集控制邏輯連接，由圖1中的嵌入式系統實現設置和控制。測試控制模塊采用可編程邏輯芯片EP1C6Q240來實現，芯片外圍電路連接方法參照芯片使用說明，定時器基準采用35.328MHz晶振信號，連接到指定的全局時鐘輸入端，總線緩沖器連接嵌入式系統的總線以及各個控制邏輯的輸入輸出信號連接到芯片的用戶I/O端。
如圖7所示，為測試接口電路結構框圖，所述的測試接口由端口1、端口2、切換電路、輸入匹配電路、激勵信號功放電路、繼電器控制驅動電路組成，切換電路分別與端口1、端口2、輸入匹配電路、激勵信號功放電路和繼電器控制驅動電路連接，繼電器控制驅動電路分別連接輸入匹配電路和激勵信號功放電路，輸入匹配電路的輸出連接到圖1中的濾波放大電路，激勵信號功放電路的輸入連接到圖1中的方波組合單元。端口1和端口2用于連接激勵輸出信號和測試輸入信號，兩個端口均選擇兩芯接插件ME010-508-2/MC310-508-2。切換電路由4個繼電器AGQ200A03組成，根據器件使用說明，將兩個端口選擇連接到輸入匹配電路或激勵信號功放電路。輸入匹配電路由標準電阻、四繞組變壓器B2031和繼電器AGQ200A03組成，按照ADSL以及其它模式的傳輸線路標準的要求，連接為100Ω輸入阻抗，或150Ω輸入阻抗，或差分高阻模式。激勵信號功放電路采用線路驅動芯片AD8016ARB作為功率放大電路，采用繼電器和標準電阻實現輸出阻抗設置，芯片外圍電路按照使用說明連接。繼電器控制驅動電路由鎖存器74HC273和驅動器MC1413組成，按照使用說明連接成16位控制鎖存和驅動電路，驅動切換電路、輸入匹配電路和激勵信號功放電路中的繼電器。
如圖8所示，為濾波放大模塊電路結構框圖，所述的濾波放大模塊由電路輸入隔離電路、放大電路和濾波電路組成，輸入隔離電路連接放大電路，放大電路連接濾波電路，輸入隔離電路的輸入連接圖1中的測試接口，放大電路的控制端連接圖1中的測試控制模塊，濾波電路的輸出連接圖1中的數據采集模塊。輸入隔離電路采用雙運算放大器芯片AD8056，輸入阻抗大于5MΩ。放大電路采用兩片程控放大器芯片AD8370ARE級聯，放大倍數累計超過40dB的。濾波電路采用繼電器AGQ200A03、500KHz/1MHz低通濾波芯片LT1560、2.5MHz低通濾波芯片LT6600-2.5，可以分別選擇500KHz、1MHz、2.5MHz濾波帶寬，各芯片的外圍電路按照使用說明連接。
如圖9所示，為數據采集模塊電路結構框圖，所述的數據采集模塊電路由電平變換電路、模數轉換電路、數據緩存電路組成，電平變換電路連接模數轉換電路，模數轉換電路連接數據緩存電路，電平變換電路的輸入端連接圖1中的濾波放大模塊，模數轉換電路和數據緩存電路的控制端連接圖1中的測試控制模塊，數據緩存電路的數據輸出端連接圖1中的嵌入式系統。電平變換電路采用差分接收放大器芯片AD8130，模數轉換電路采用20MHz采樣速率12位模數轉換芯片ADS805，數據緩存電路采用先進先出存儲器芯片CY7C4265-15AC，芯片外圍電路按照使用說明連接。
如圖10所示，為頻域特性測試裝置組合方波掃頻法測試流程圖。采用C語言和匯編語言在嵌入式操作系統平臺上編制程序，測試控制步驟如下第一步測試初始化將頻域特性測試裝置中濾波放大模塊的放大倍數設置為基值0dB，復位頻域特性測試裝置的方波組合單元，復位頻域特性測試裝置的數據采集模塊；第二步功能參數設置根據測試指令選擇測試操作，設置頻率范圍、頻率步長ΔfT、采樣頻率fS、采樣點數K，將頻域特性測試裝置中的激勵信號功放電路和輸入匹配電路連接到端口；設置K、fS、ΔfT應滿足
K≥fSΔfT]]>且為2的整數次冪(1)設置的濾波電路帶寬應覆蓋測試帶寬，且小于采樣頻率的二分之一。
例如，設置頻率范圍4.3125KHz～552KHz，頻率步長ΔfT＝4.3125KHz，采樣頻率fS＝1104KHz，采樣點數K＝1024。
第三步激勵信號輸出開啟頻域特性測試裝置中的方波組合單元的信號開關，輸出組合方波掃頻激勵信號fEP、fEN和采樣控制信號fS；第四步時域采樣啟動數據采集模塊，對測試采樣信號進行模數轉換，連續采集存儲采樣數據。分別采樣輸出信號vE(k)和輸入信號vin(k)，存儲采樣數據；第五步放大調整如果采樣數據對應的信號電壓幅值VADC在1.9V～2.3V之間，程序則進入到下一步。
如果采樣數據對應的信號電壓幅值VADC在1.9V～2.3V之外，按照下式調整放大倍數GT=2.1×GT-1VADC---(2)]]>其中GT為當前需要設置的放大倍數，GT-1為前次設置的放大倍數。設置完成當前放大倍數后，程序回到第四步重新進行時域采樣；第六步數據處理將采樣數據進行Fourier變換，在頻域選擇對應頻點上的數據，按照測試操作對應的公式計算測試結果。如果各個頻點掃頻測試的步驟還沒有結束，則回到第二步設置下一個頻點的測試參數。
所述數據處理步驟包括以下內容
①Fourier變換，計算公式為V(n)=2·[1N·β·Σk=1Nv(k)·ej2π(k-1)nN]]]>k=1,2,...,N,n=1,2,...,N2---(3)]]>將采樣數據ve(k)和對應的放大倍數GE(T)代入式(1)得到VE(n)=2·[1N·GE(T)·Σk=1Nve(k)·ej2π(k-1)nN]]]>將采樣數據vin(k)和對應的放大倍數GIN(T)代入式(1)得到VIN(n)=2·[1N·GIN(T)·Σk=1Nvin(k)·ej2π(k-1)nN]]]>②頻域數據選擇，在Fourier變換得到的VE(n)和VIN(n)各N/2個數據中，各選擇兩個頻域對應點上的數據，作為頻域采樣的輸出和輸入電壓數據。選擇的兩個點序號為nA=KfS·fEA,nB=KfS·fEB---(4)]]>例如，在ADSL2+傳輸的512個子信道中，同時選擇第5信道和第6信道進行測試，兩個信道的中心頻率分別為fEA＝21.5625KHz和fEB＝25.875KHz，與fS＝1104KHz和K＝1024一起代入式(4)可得nA＝20，nB＝24③選項頻率響應測試操作或衰減損耗測試操作，則將頻域采樣的輸出和輸入電壓數據進行計算，得到頻率響應或衰減損耗值FR(n)=20logVIN(n)VE(n)---(5)]]>其中n為每次測試中選擇的2個頻域對應點nA和nB。
④選項縱向平衡測試操作，則將頻域采樣的輸出和輸入電壓數據進行計算，得到縱向平衡值
LB(n)=20logVE(n)VIN(n)---(6)]]>其中n為每次測試中選擇的2個頻域對應點nA和nB。
⑤選項近端串擾或遠端串擾測試操作，則取頻域采樣的輸出和輸入電壓數據進行計算，得到擾動值XT(n)=20logVIN(n)VE(n)---(7)]]>其中n為每次測試中選擇的2個頻域對應點nA和nB。
第七步測試結果輸出當各個頻點掃頻測試的步驟全部完成后，上傳測試數據或者在顯示屏上顯示測試結果。
例如，在測試裝置端口1連接一段現場通信線路，端口2連接現場的大地線，設置縱向平衡掃頻測試操作，設置頻率范圍4.3125KHz～552KHz，頻率步長4.3125KHz，采樣頻率1104KHz，采樣點數1024。測試啟動后，在每組2個頻點上分別測試激勵信號電壓數據和輸入的平衡誤差電壓數據。圖11所示為縱向平衡掃頻測試實例第3步采集的激勵信號電壓數據圖形，圖12為縱向平衡掃頻測試實例第3步采集的平衡誤差數據圖形，第3步輸出的組合方波為5倍和6倍頻率步長的頻點，即5×4.3125KHz＝21.5625KHz和6×4.3125KHz＝25.875KHz，頻域數據選擇第20點和第24點，由此得到信號源的頻域數據為4.1933dB和4.1542dB，平衡誤差的頻域數據為-46.0980dB和-47.6905dB，按照式(6)計算LB(n)=20logVE(n)VIN(n)=20logVE(n)-20logVIN(n)]]>由此計算LB(5)＝4.1933-(-46.0980)＝50.2913(dB)
LB(6)＝4.0542-(-47.6905)＝51.8447(dB)每次測試2個頻點，在4.3125KHz～552KHz頻率范圍內，4.3125KHz頻率步長需要測試128個頻點，測試64步。測試周期完成之后，將存儲的128點測試數據變換為曲線，在裝置的顯示屏上顯示測試圖形。
權利要求
1.一種采用組合方波掃頻測試頻域特性的方法，其特征在于，采用C語言和匯編語言在嵌入式操作系統平臺上編制程序，運行在頻域特性測試裝置中，其方法為第一步測試初始化將頻域特性測試裝置中濾波放大模塊的放大倍數設置為基值0dB，復位頻域特性測試裝置的至少2個基波的方波組合單元，復位頻域特性測試裝置的數據采集模塊；第二步功能參數設置根據測試指令選擇測試操作，設置頻率范圍、頻率步長ΔfT、采樣頻率fS、采樣點數K測試參數，將頻域特性測試裝置中的激勵信號功放電路和輸入匹配電路連接到端口；設置K、fS、ΔfT參數應滿足K≥fSΔfT]]>且為2的整數次冪 (1)設置的濾波電路帶寬應覆蓋測試帶寬，且小于采樣頻率的二分之一；第三步激勵信號輸出開啟頻域特性測試裝置中的至少2個基波的方波組合單元的信號開關，輸出至少2個基波的組合方波掃頻激勵信號fEP、fEN和采樣控制信號fS；第四步時域采樣啟動數據采集模塊，對測試采樣信號進行模數轉換，連續采集存儲采樣數據，分別采樣輸出信號vE(k)和輸入信號vm(k)，存儲采樣數據；第五步放大調整如果采樣數據對應的信號電壓幅值VADC在1.9V～2.3V之間，程序則進入到下一步；如果采樣數據對應的信號電壓幅值VADC在1.9V～2.3V之外，按照下式調整放大倍數GT=2.1×GT-1VADC---(2)]]>其中GT為當前需要設置的放大倍數，GT-1為前次設置的放大倍數，設置完成當前放大倍數后，程序回到第四步重新進行時域采樣；第六步數據處理將采樣數據進行Fourier變換，在頻域選擇對應頻點上的數據，按照測試操作對應的公式計算測試結果，如果各個頻點掃頻測試的步驟還沒有結束，則回到第二步設置下一個頻點的測試參數，所述數據處理步驟包括以下內容①Fourier變換，計算公式為V(n)=2·[1N·β·Σk=1Nv(k)·e-j2π(k-1)nN]]]>k=1,2,...,N,n=1,2,...,N2---(3)]]>將采樣數據ve(k)和對應的放大倍數GE(T)代入式(1)得到VE(n)=2·[1N·GE(T)·Σk=1Nve(k)·e-j2π(k-1)nN]]]>將采樣數據vm(k)和對應的放大倍數GIN(T)代入式(1)得到VIN(n)=2·[1N·GIN(T)·Σk=1Nvin(k)·e-j2π(k-1)nN]]]>②頻域數據選擇，在Fourier變換得到的VE(n)和VIN(n)各N/2個數據中，各選擇2個頻域對應點上的數據，作為頻域采樣的輸出和輸入電壓數據，選擇的兩個點序號為nA=KfS·fEA,nB=KfS·fEB---(4)]]>③選項頻率響應測試操作或衰減損耗測試操作，則將頻域采樣的輸出和輸入電壓數據進行計算，得到頻率響應或衰減損耗值FR(n)=20logVIN(n)VE(n)---(5)]]>其中n為每次測試中選擇的2個頻域對應點nA和nB；④選項縱向平衡測試操作，則將頻域采樣的輸出和輸入電壓數據進行計算，得到縱向平衡值LB(n)=20logVE(n)VIN(n)---(6)]]>其中n為每次測試中選擇的2個頻域對應點nA和nB；⑤選項近端串擾或遠端串擾測試操作，則取頻域采樣的輸出和輸入電壓數據進行計算，得到擾動值XT(n)=20logVIN(n)VE(n)---(7)]]>其中n為每次測試中選擇的2個頻域對應點nA和nB；第七步測試結果輸出當各個頻點掃頻測試的步驟全部完成后，上傳測試數據或者在顯示屏上顯示測試結果。
2.根據權利要求1所述的采用組合方波掃頻測試頻域特性的裝置，其特征在于，所述的頻域特性測試裝置由嵌入式系統、測試控制模塊、至少2個基波的方波組合單元、測試接口、濾波放大模塊、數據采集模塊組成，嵌入式系統分別與測試控制模塊和數據采集模塊連接，測試控制模塊分別連接至少2個基波的方波組合單元、測試接口、濾波放大模塊和數據采集模塊，至少2個基波的方波組合單元與測試接口連接，測試接口通過濾波放大模塊與數據采集模塊連接。
3.根據權利要求2所述的采用組合方波掃頻測試頻域特性的裝置，其特征在于，所述的至少2個基波的方波組合單元由波形控制邏輯、增量存儲器A、周期累加器A、增量存儲器B、周期累加器B、信號開關和疊加邏輯組成，波形控制邏輯分別連接增量存儲器A、周期累加器A、增量存儲器B、周期累加器B和信號開關，增量存儲器A連接周期累加器A，增量存儲器B連接周期累加器B，周期累加器A和周期累加器B的多路頻率信號分別連接到信號開關，周期累加器A和周期累加器B分別連接疊加邏輯。
5.根據權利要求2所述的采用組合方波掃頻測試頻域特性的裝置，其特征在于，所述的嵌入式系統由中央處理器、動態隨機存儲器、快閃存儲器、擴展接口、網絡接口和串行接口組成，中央處理器直接連接串行接口，并通過數據地址控制總線分別連接動態隨機存儲器、快閃存儲器、擴展接口和網絡接口。
6.根據權利要求2所述的采用組合方波掃頻測試頻域特性的裝置，其特征在于，所述的測試控制模塊由總線緩沖器、定時器、方波控制邏輯、接口控制邏輯、放大控制邏輯、采集控制邏輯組成，定總線緩沖器分別與定時器、方波控制邏輯、接口控制邏輯、放大控制邏輯和采集控制邏輯連接。
7.根據權利要求2所述的采用組合方波掃頻測試頻域特性的裝置，其特征在于，所述的測試接口由端口1、端口2、切換電路、輸入匹配電路、激勵信號功放電路、繼電器控制驅動電路組成，切換電路分別與端口1、端口2、輸入匹配電路、激勵信號功放電路和繼電器控制驅動電路連接，繼電器控制驅動電路分別連接輸入匹配電路和激勵信號功放電路。
8.根據權利要求2所述的采用組合方波掃頻測試頻域特性的裝置，其特征在于，所述的為濾波放大模塊由輸入隔離電路、放大電路和濾波電路組成，輸入隔離電路連接放大電路，放大電路連接濾波電路。
全文摘要
本發明涉及一種采用組合方波掃頻法測試頻域特性的方法和裝置，測試方法由測試初始化、功能參數設置、激勵信號輸出、時域采樣、放大調整、數據處理、測試結果輸出各步驟組成。裝置電路由嵌入式系統、測試控制模塊、方波組合單元、測試接口、濾波放大模塊、數據采集模塊組成。本發明與同類裝置所采用的正弦波掃頻測試的方法不同點為第一，組合方波掃頻激勵信號由2個或更多的頻率為基波的方波信號疊加而成。第二，在Fourier變換得到的數據中選擇激勵信號基波頻率對應的頻點數據作為頻域采樣的輸出和輸入電壓數據，計算相應測試操作的結果數據。本發明的優點是提高了裝置的使用可靠性和使用效率，提高了測試精度。
文檔編號G01R31/08GK101034130SQ20071003685
公開日2007年9月12日 申請日期2007年1月26日 優先權日2007年1月26日
發明者金少舫 申請人:上海欣泰通信技術有限公司