一种北斗用户机电路检测装置及其检测方法.pdf

本发明涉及一种北斗用户机电路检测装置及其检测方法，包括上位机、下位机、数据采集卡和检测适配器；数据采集卡与上位机相连接；下位机包括下位机主控模块、电源模块、接口电路模块；接口电路模块分别与下位机主控模块、电源模块连接；电源模块分别与接口电路模块和下位机主控模块相连接；下位机的接口电路模块分别与上位机和数据采集卡连接；下位机的接口电路模块通过检测适配器与被检测对象连接；下位机主控模块包括射频电路、信号转换模块、时钟分配电路、FPGA模块、存储器单元。本发明采用通用化的设计思想，搭建了北斗用户机电路检测装置，具有良好的可扩展性，通用性好，操作简便。

1.  一种北斗用户机电路检测装置，其特征在于，包括上位机、下位机、 数据采集卡和检测适配器；数据采集卡与上位机相连接；
下位机包括下位机主控模块、电源模块、接口电路模块；接口电路模块 分别与下位机主控模块、电源模块连接；电源模块分别与接口电路模块和下 位机主控模块相连接；
下位机的接口电路模块分别与上位机和数据采集卡连接；
下位机的接口电路模块通过检测适配器与被检测对象连接；
下位机主控模块包括射频电路、信号转换模块、时钟分配电路、FPGA 模块、存储器单元；FPGA模块与存储器单元相连接；
信号转换模块分别与射频电路和FPGA模块连接；
时钟分配电路分别与信号转换模块和FPGA模块连接；
接口电路模块分别与射频电路和FPGA模块连接。

2.  根据权利要求1所述的一种北斗用户机电路检测装置，其特征在于： 所述检测适配器上设置有与被检测对象相适应的检测接口，所述检测适配器 通过检测接口与被检测对象连接，所述检测适配器通过与检测接口相连接的 通讯电缆与接口电路模块连接。

3.  根据权利要求1或2所述的一种北斗用户机电路检测装置，其特征 在于：
所述射频电路括发射通道、频率综合器、接收通道；所述频率综合器分 别与所述发射通道、接收通道连接；
所述FPGA模块包括FPGA和配置电路，所述FPGA与所述配置电路相连 接；
所述信号转换模块包括DAC模块和ADC模块；
所述时钟分配电路分别与所述DAC模块、ADC模块和FPGA连接；
所述DAC模块分别与所述FPGA和发射通道连接；
所述ADC模块分别与所述接收通道和FPGA连接。

4.  根据权利要求3所述的一种北斗用户机电路检测装置，其特征在于： 所述下位机主控模块还包括USB3.0模块；所述USB3.0模块分别与所述FPGA 和所述接口电路模块连接。

5.  根据权利要求3所述的一种北斗用户机电路检测装置，其特征在于： 所述存储器单元为DDR2模块，所述DDR2模块包括两片独立的DDR2芯片。

6.  根据权利要求3所述的一种北斗用户机电路检测装置，其特征在于： 所述ADC模块包括两片双通道ADC芯片。

7.  根据权利要求3所述的一种北斗用户机电路检测装置，其特征在于： 所述DAC模块包括四片DAC芯片，以其中一片DAC芯片为主设备，其余三片 为从设备，从设备同步到主设备。

8.  根据权利要求1或2所述的一种北斗用户机电路检测装置，其特征 在于：所述上位机连接有外围设备；所述外围设备包括显示屏、固态硬盘和 PS2输入设备。

9.  根据权利要求1或2所述的一种北斗用户机电路检测装置，其特征 在于：所述电源模块设置有过压保护电路和过流保护电路。

10.  一种北斗用户机电路检测方法，其特征在于：其采用权利要求1-8 所述的一种北斗用户机电路检测装置，包括如下步骤：
步骤1：将被检测对象连接到北斗用户机电路检测装置的检测适配器 上；
步骤2：上位机生成激励信号命令和采集响应信号命令；
步骤3：下位机根据所述激励信号命令产生激励信号，通过检测适配器 传送给被检测对象；下位机根据所述采集响应信号命令，实时采集被检电路 板的响应信号；
步骤4：被检电路板接收激励信号产生激励并输出响应信号，响应信号 包括高频响应信号和低频响应信号；低频响应信号通过下位机传送给上位 机；高频响应信号由下位机传送给数据采集卡，数据采集卡在上位机的控制 下对高频响应信号进行数据采集和模数转化处理，将处理后得到的数据传送 给上位机；
步骤5：上位机根据获得的响应数据，判断被检测对象的故障。

一种北斗用户机电路检测装置及其检测方法
技术领域
本发明属于仪器仪表及自动化检测设备领域，涉及北斗用户机电路检测 装置及方法。
背景技术
北斗用户机是是北斗卫星导航系统用户终端，通过接收北斗卫星导航信 号实现载体定位，具有快速定位、报文通信和授时等功能，在军事、渔业、 交通等方面应用广泛。由于应用范围广，型号种类非常多，再加上原理复杂、 电路集成度高，导致故障检测维修难度大，出现故障只能返厂维修，大大增 加了维修成本。故障检测时，各厂家一般需要由有经验、技术熟练的维修人 员利用生产工装对用户机进行检验，对特定型号用户机效果较好，但通用性 较差。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种北斗用户机电路检测装置及方 法。
本发明所采用的技术方案是：一种北斗用户机电路检测装置，包括上位 机、下位机、数据采集卡和检测适配器；数据采集卡与上位机相连接；
下位机包括下位机主控模块、电源模块、接口电路模块；接口电路模块 分别与下位机主控模块、电源模块连接；电源模块分别与接口电路模块和下 位机主控模块相连接；
下位机的接口电路模块分别与上位机和数据采集卡连接；
下位机的接口电路模块通过检测适配器与被检测对象连接；
下位机主控模块包括射频电路、信号转换模块、时钟分配电路、FPGA 模块、存储器单元；FPGA模块与存储器单元相连接；
信号转换模块分别与射频电路和FPGA模块连接；
时钟分配电路分别与信号转换模块和FPGA模块连接；
接口电路模块分别与射频电路和FPGA模块连接。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下的改进。
进一步，所述检测适配器上设置有与被检测对象相适应的检测接口，所 述检测适配器通过检测接口与被检测对象连接，所述检测适配器通过与检测 接口相连接的通讯电缆与接口电路模块连接。
进一步，所述射频电路括发射通道、频率综合器、接收通道；所述频率 综合器分别与所述发射通道、接收通道连接；
所述FPGA模块包括FPGA和配置电路，所述FPGA与所述配置电路相连 接；
所述信号转换模块包括DAC模块和ADC模块；
所述时钟分配电路分别与所述DAC模块、ADC模块和FPGA连接；
所述DAC模块分别与所述FPGA和发射通道连接；
所述ADC模块分别与所述接收通道和FPGA连接。
进一步，所述下位机主控模块还包括USB3.0模块；所述USB3.0模块分 别与所述FPGA和所述接口电路模块连接。
进一步，所述存储器单元为DDR2模块，所述DDR2模块包括两片独立的 DDR2芯片。
进一步，所述ADC模块包括两片双通道ADC芯片。
进一步，所述DAC模块包括四片DAC芯片，以其中一片DAC芯片为主设 备，其余三片为从设备，从设备同步到主设备。
进一步，所述上位机连接有外围设备；所述外围设备包括显示屏、固态 硬盘和PS2输入设备。
进一步，所述电源模块设置有过压保护电路和过流保护电路。
本发明还公开了一种北斗用户机电路检测方法，其采用如上述所述的北 斗用户机电路检测装置，包括如下步骤：
步骤1：将被检测对象连接到北斗用户机电路检测装置的检测适配器 上；
步骤2：上位机生成激励信号命令和采集响应信号命令；
步骤3：下位机根据所述激励信号命令产生激励信号，通过检测适配器 传送给被检测对象；下位机根据所述采集响应信号命令，实时采集被检电路 板的响应信号；
步骤4：被检电路板接收激励信号产生激励并输出响应信号，响应信号 包括高频响应信号和低频响应信号；低频响应信号通过下位机传送给上位 机；高频响应信号由下位机传送给数据采集卡，数据采集卡在上位机的控制 下对高频响应信号进行数据采集和模数转化处理，将处理后得到的数据传送 给上位机；
步骤5：上位机根据获得的响应数据，判断被检测对象的故障。
本发明的有益效果是：本发明采用通用化的设计思想，搭建了北斗用户 机电路检测装置，具有良好的可扩展性，通用性好，操作简便。
附图说明
图1为本发明的一种北斗用户机电路检测装置结构示意图；
图2为本发明的一种北斗用户机电路检测装置的下位机具体实施例结构 示意图；
图3为本发明的一种北斗用户机电路检测方法流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本 发明，并非用于限定本发明的范围。
图1为本发明一种北斗用户机电路检测装置结构示意图，如图1所示， 一种北斗用户机电路检测装置，包括上位机、下位机、数据采集卡和检测适 配器；数据采集卡与上位机相连接；下位机包括下位机主控模块、电源模块、 接口电路模块；
电源模块分别与接口电路模块和下位机主控模块相连接；电源模块用于 将从外部电源经接口电路模块提供的电压输入进行变换，产生下位机主控模 块所需的各类电压，电源模块设置有过压保护电路和过流保护电路，具有一 定的过压过流保护功能。下位机主控模块包括射频电路、信号转换模块、时 钟分配电路、FPGA模块、存储器单元；FPGA模块与存储器单元相连接；信 号转换模块分别与射频电路和FPGA模块连接；时钟分配电路分别与信号转 换模块和FPGA模块连接；时钟分配模块为FPGA、信号转换模块提供同步时 钟信号。下位机的接口电路模块分别与上位机和数据采集卡连接；下位机的 接口电路模块通过检测适配器与被检测对象连接，同时，接口电路模块还分 别与射频电路和FPGA模块连接。
被检测对象可以是北斗用户机中整机、天线、射频模块、信号处理板、 信息处理板、电源模块等，由于这些电路板功能差异较大，对外接口不一致， 因此，检测适配器上设置有针对每个被检测对象的专用检测接口，被检测对 象通过专用检测接口连接检测适配器上，由检测适配器通过通讯电缆与下位 机的接口电路模块连接。
图2为本发明一种北斗用户机电路检测装置的下位机具体实施例结构示 意图，如图2所示，在本具体实施例中，下位机的FPGA模块包括FPGA和配 置电路，FPGA与配置电路相连接；配置电路用于实现FPGA的上电加载功能， FPGA用于实现数据采集、数据缓存、数字下变频和外设控制或配置。FPGA 上连接有存储器模块和USB3.0模块；存储器模块采用DDR2模块，用于实现 数据缓存，在本实施例中DDR2模块包括FPGA外挂的两片DDR2芯片，所采 用的两片DDR2芯片独立，互不影响；USB3.0模块包括USB3.0接口驱动芯片， 该模块与FPGA连接，用于实现高速数据的收发。
射频电路主要用于北斗用户机功能检测中射频信号的收发，射频电路包 括发射通道、频率综合器、接收通道；接收通道用于将接收到的射频信号进 行功分和下变频得到模拟中频信号；发射通道则实现接收通道的逆过程；频 率综合器用于产生变频用的本振信号，频率综合器分别与发射通道、接收通 道连接。
信号转换模块包括DAC模块和ADC模块；ADC模块连接射频电路的接收 通道，用于将射频电路接收通道输出的模拟中频信号进行数字化处理，并将 处理后的信号直接输出给FPGA，ADC模块包括两片双通道ADC芯片。DAC模 块连接射频电路的发射通道，用于将FPGA输出的数字信号转化成模拟中频 信号，将生成的模拟中频信号输出给射频的发射通道；DAC模块包括四片DAC 芯片，这四片DAC芯片互相独立，同步工作，以其中一片DAC芯片为主设备， 其余三片为从设备，从设备同步到主设备。
下面以对北斗用户机中的信号处理电路板的测试过程为例，具体说明本 发明的工作过程。
将待检测的信号处理电路板插接到本发明检测适配器的专用检测接口 上，由上位机控制FPGA进行配置，使FPGA模块生成信号处理电路板测试用 的调制信号，该调制信号经信号转换模块传送给射频电路，由射频电路进行 调制变成中频信号，该中频信号经接口电路模块和检测适配器传送给待检测 的信号处理板，使待检测的信号处理板产生激励并输出响应结果，将信号处 理板输出的响应通过检测适配器、接口电路模块后经串口电路输出给上位 机，由上位机进行故障诊断，判断其工作状态。
图3为本发明的一种北斗用户机电路检测方法流程示意图，如图3所示， 本发明的一种北斗用户机电路检测方法，其采用如上所述的北斗用户机电路 检测装置，包括如下步骤：
步骤1：将被检测对象连接到北斗用户机电路检测装置的检测适配器 上；
步骤2：上位机生成激励信号命令和采集响应信号命令；
步骤3：下位机根据所述激励信号命令产生激励信号，通过检测适配器 传送给被检测对象；下位机根据所述采集响应信号命令，实时采集被检电路 板的响应信号；
步骤4：被检电路板接收激励信号产生激励并输出响应信号，响应信号 包括高频响应信号和低频响应信号；低频响应信号通过下位机传送给上位 机；高频响应信号由下位机传送给数据采集卡，数据采集卡在上位机的控制 下对高频响应信号进行数据采集和模数转化处理，将处理后得到的数据传送 给上位机；
步骤5：上位机根据获得的响应数据，判断被检测对象的故障。本发明 采用通用化的设计思想，搭建了北斗用户机电路检测装置，具有良好的可扩 展性，通用性好，操作简便。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明 的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发 明的保护范围之内。