综合业务设备维修检测仪设计

来源：职称阁分类：电子论文时间：2019-09-16 10:41热度：

　　当前军用通信产品飞速发展，为满足多业务需要，我军研制了一款综合业务通信设备，以实现话音、数据、传真及静态图像等业务的适配通信功能，大大提高了我军通信保障能力。由于该综合业务设备的特殊性，为提高产品可测试性，设计了专用的综合业务设备维修检测仪，定位于综合业务设备的生产调试及部队维修厂站使用。综合业务设备维修检测仪的维修功能主要包括设备故障插件板的检测、故障点的定位;检测功能主要包括对设备的话音、数据、传真、静图、二线等功能，以及对设备的接口指标进行测试。同时，维修检测仪能够方便地进行系统功能更新，满足系统扩展和升级的需要。

综合业务设备维修检测仪设计

　　关键粗：综合;检测

　　1系统组成

　　综合业务设备维修检测仪(以下简称维修检测仪)由主机和维修检测单元两部分组成，配套接口适配电缆，能够实现综合业务设备的插件维修和功能、指标检测两大主体功能。主机为Dell笔记本电脑，通过底部螺钉与检测单元连接并固定，不可从外部拆卸。检测单元是一个2U高度、371mm宽度的箱筒，内有通信板、模拟板、数字板、传真板、测量板、二线板、电源板等7个基本电路单元。另外还有后背板、笔记本电源适配器，以及用于连接和控制的操作单元。维修检测仪结构示意图如图1所示。

　　2维修检测仪软硬件设计

　　维修检测仪以主机为操作控制中心，以检测单元中的各个检测板为基础，在维修检测软件的控制下，各个检测板协同工作，产生各种激励信号和时序控制信号，同时对被测信号进行调理、采样，并返回测量数据。维修检测软件负责对测量数据进行运算、分析和比对，显示故障插件板、故障点以及功能检测的结果。

　　2.1维修检测单元

　　维修检测单元主要由测量板、数字板、传真板、二线板、通信板、模拟板、电源板、后背板等组成，各板卡在主机的控制下协同工作，如图2所示。图2维修检测单元组成图2.1.1通信板通信板负责产生和采集被测设备的收/发信号。在对被测设备进行维修和检测时，通信板在主机的控制下，负责将主机下发的样本数据处理后发送给被测设备，同时将被测设备输出的信号处理后传送给主机进行后期处理，从而实现与被测设备的通信。2.1.2数字板数字板负责维修检测过程中各种数字信号的交换、通信协议解析，同步/异步数据通信检测。被测设备的数字接口信号通过接口变换电路转换成TTL信号送入到数字板的交换电路中，在主机的控制下，交换电路根据维修检测需求建立数字通信链路，同时完成与被测设备之间的协议握手、同步/异步数据的传输与接收，并向主机返回工作状态信息和各种数据信息，供主机进行分析和处理。2.1.3测量板测量板是维修过程中的核心硬件，通过专用的探头对信号点进行测量，通过RMS测量及A/D变换，将数据送给计算机进行分析比对，判断出故障点。测量板由MCU/CPLD控制单元、信号电平测量单元、量程自动调节单元和探头接口单元四部分组成。2.1.4模拟板模拟板负责对被测设备的音频类信号进行维修与检测,在主机控制下产生维修检测过程中所需的各种模拟激励信号，同时对被测设备输出的模拟信号进行信号采集、数模转换，并将转换的数据结果送主机分析。2.1.5传真板传真板主要完成对被测设备传真功能的维修与检测，在主机的控制下完成传真AT命令的控制、传真协议的解析、传真数据的收发，负责与设备之间的传真信令握手，调制发送传真数据给设备，接收设备的传真信号，完成解调后将数据送主机进行分析和处理。2.1.6二线板二线板主要完成对被测设备有无线转接功能的维修与检测，在主机的控制下负责模拟程控交换机和二线电话机的各种线路信令信号及话音信号，激励被测设备工作，同时检测被测设备的输出，完成对被测设备二线呼入与呼出功能的测试。2.1.7电源板电源板负责向维修检测仪中的各个插件板提供工作所需的各种电源。电源板主要由AC/DC单元、DC/DC单元等组成。

　　2.2维修检测软件

　　维修检测软件是维修检测仪的控制核心，该软件安装于维修检测仪的主机中，为视窗类软件，用户通过软件操作界面完成对被测设备的维修与检测。维修检测软件根据用户操作，自动向检测单元发送命令，控制检测单元的工作模式、工作状态，接收检测单元返回的信息数据(采集数据、工作状态数据、错误代码数据等)，对数据进行运算、处理，并结合数据库中的信息进行分析，最终将维修检测结果显示给用户。2.2.1软件组成维修检测软件由用户操作软件、维修检测控制软件两部分组成。2.2.2软件工作原理用户操作软件用户操作软件向控制软件发送检测或维修指令，查询设备状态信息，为控制软件提供数据支持，使控制软件能够完成功能检测和维修，并将控制软件返回的最终结果显示给用户。用户操作软件由设备管理模块、检测维修命令模块、数据库管理模块、结果显示模块组成。如图3所示。维修检测控制软件维修检测控制软件完成对被测设备的维修检测功能。维修功能包括：插件板故障诊断功能;主要接口器件、模拟器件故障定位功能。检测功能包括：话音、数据、传真、静图、二线功能检测;接口输入、输出阻抗功能检测;输出电平功能检测。维修检测控制软件由命令解析模块、功能检测模块、故障维修模块、设备管理模块组成。如图4所示。维修检测控制软件和用户操作软件的通信通过WinSock来完成。由用户操作软件建立服务器端Socket，控制软件建立客户端Socket。维修检测控制软件和检测设备通过串口进行通信。检测设备中制定了统一的内部通信协议标准，用于控制软件与各个硬件模块间的通信。

　　3使用操作

　　综合业务设备维修检测仪对外连接插座布局如图5所示。通过Audio-A，Audio-B，Data-A，Data-B四个62芯插座连接到外部测试带缆，信号测试探头连接BNC同轴电缆接口，实现对综合业务设备的维修检测。交流220V插座连接交流供电电源。用户在使用时从安全的角度考虑，必须将机壳地可靠接地。

　　4重要技术

　　4.1暗盒检测技术

　　为便于维修检测仪的使用和管理，在维修检测仪中不应含有被测设备的通信数据信息。但是，如果没有这些信息，而又要开展被测设备的自动维修和检测工作，通常情况下将十分困难。为此，维修检测仪采用了一种暗盒检测技术。它是在不涉及被测设备通信数据的条件下，完成被测设备的功能检测。在进行被测设备功能检测时，维修检测仪需要对被测设备发出的通信数据进行采集及内存的临时存储，通过通信板将被测设备输出的信号进行解调，然后缓存在通信板上，通信板接收完毕后，再将缓存的数据重新调制发给被测设备，由被测设备自身进行分析验证。被测设备通过自发自收的方式对通信数据进行检测、分析，从而实现各项功能测试。

　　4.2话音检测技术

　　对被测设备话音通信功能的检测及话音质量的评定，是一项既麻烦又很难做出准确判决的工作，而且工作量大。现在主要有三种检测方法：人工话音检测法、示波器观察法、单音信号检测法。前两种方法的检测的效率不高，同时没有一个十分准确的检测标准量，而且不适用于自动化检测，第三种检测方法的可靠性不高，接收端的自动检测电路实现较困难。综合以上情况，本设备采用DTMF信号作为话音的检测信号源。第一、该信号具有更真实、更准确体现话音特征的特点。第二、检测过程中不需人工干预，自动完成发送与接收，提高了检测的效率。第三、DTMF音频信源的发送、接收、检测单元集成度高、可靠性、准确性高，为检测的准确性提供了可靠的保障。DTMF信号输出电平通常为-8.1dBm到-2.1dBm，其频率偏差为±0.7%，DTMF信号输入电平的检测范围需大于-29dBm，允许的DTMF频率偏差不得超过±3.5%。第四、对DTMF模拟音频信号进行编码传输，提高了在话音功能检测过程中的准确性。第五、DTMF模拟音频信号码源时间长度可调，能适应各种话音编码电路。

　　43误码检测技术

　　对被测设备的同步数据功能和性能进行测试时，通常情况下需要使用到误码测试仪，而通用的误码测试仪不具有程控接口，难以实现与维修检测仪的集成，为此在维修检测仪中采用基于CPLD进行误码测试的技术，并结合软件，实现程控误码测试的功能。CPLD内部采用9阶小m序列产生511码，本元多项式为F(X)=1+X4+X9，并由硬件完成收位同步，收同步方式采用初态注入法方式。同时，误码测试硬件具有帧失同步检测功能。

　　5结束语

　　维修检测仪实现了综合业务设备的批量化自动测试，工作稳定性好，测试结果直观，在生产调试中发挥重要作用，大大提高了生产调试效率。维修检测仪也已形成批量生产，并交付部队维修场站使用，为部队维修人员提供科学化、规范化、现代化的设备维修手段和检测方法，取得了良好的经济效益和社会效益。

　　作者：张耀东郭元兴单位：中国电子科技集团公司第三十研究所

文章名称：综合业务设备维修检测仪设计

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