基于GPIB的示波器校准仪自动校准

    0　引言

    示波器校准仪的计量检定需要使用功率计,长期以来一直是手动操作,步骤复杂。每台仪器至少要校准175个点(7个电压×25个频率),对这些点的电压和功率参数进行重复测量、记录、计算和打印证书,工作量巨大,效率低下。

    为此,我们研制了基于GPIB的示波器校准仪自动校准系统,该系统对减轻校准人员的劳动强度、缩短校准时间、提高工作效率均有实际意义。系统不仅能对9500B、9530、9560、9510和5820A示波器校准仪自动校准,还能进行正弦波信号源的自动校准。

    1　系统硬件构成

    参照自动校准系统的构建方法[2-3],本系统的硬件结构如图1所示。

    图1中9500B、9530、9560、9510和5820A均为校准对象,系统可以校准其中任意一款示波器校准仪。且有良好的适应性和扩展性,也能容易实现其它示波器校准仪的自动校准,以及正弦波信号源的自动校准。“GPIB控制器”用来完成GPIB和USB两种总线的转换,实现计算机和功率计之间的通信。

    本系统用功率计完成对示波器校准仪输出的正弦波幅度指标(电压和功率)的校准。功率计NRVD能进行功率测试、RF电平测试[4]、电压测试及衰减和反射测试,测量频率从直流一直到40GHz。其精度高、功能丰富、实用方便和操作简单。系统要求所用的示波器校准仪和功率计都有GPIB接口。

    2　软件系统设计思路

    2.1　软件系统功能结构[6]

    软件系统是该自动校准系统的核心和灵魂。如图2所示,该软件系统主要由计量信息登记、模版编辑、开始校准、生成证书和数据库5个模块构成。其中4个模块涉及到数据库的操作,数据库是作为软件系统的后台,为其余四个模块提供数据支持。计算机与功率计通信是在开始校准模块中进行的。

    2.2　各功能模块简介

    1)计量信息登记模块

    该模块主要实现送检仪器的登记,如证书编号、型号规格、设备名称、送检单位、地址和校准日期等,为后续校准提供依据。其界面如图3所示。

    2)模版编辑模块

    模板编辑模块是仪器校准的准备阶段,在这里需要建立并存储各种信号参数,以备后续操作,方便以后的校准。校准人员要在这里确定所有与校准有关的各种信号参数,如电压峰峰值、频率及校准方法等。模版编辑模块界面如图4所示。

    本模块可实现电压和频率的自动排序。过程为,当输入一个新的频率,程序首先区分单位“kHz”、“MHz”、“GHz”并把单位统一为“kHz”,然后对单位“kHz”前面的数字比较大小,比较结果送入一个数组,然后清空“测量频率”的组合框内容,把数组作为新的内容送入组合框显示,自动排序完成。电压排序道理相同。