多通道宽带信号测试系统的软件设计.pdf

摘要

现代信息技术的高速并行发展推动了信号测试技术的进步，其中宽带信号采

集技术和波形发生技术作为信号测试领域的一部分，在信号测试技术的发展中扮

演了重要的角色。在实际的开发、测试和设备维护中，测量仪器的高成本、大体积

和复杂性操作等因素为信号测试增加了不小的难度，因此具有单一功能的传统硬

件测试系统不能适应复杂多变的测试需求。软件无线电的出现改变了传统臃肿复

杂的硬件仪器测试系统的结构，其中心思想就是将硬件仪器系统中的模块功能通

过软件编程进行控制和配置，这样能够极大地提升宽带信号测试的能力和效率。基

于软件无线电的思想，本文根据项目需求所设计的多通道宽带信号测试软件系统

主要包括宽带信号采集测试和宽带波形生成测试两大模块，并针对测试过程中出

现的关键技术给出了解决方案，研究内容归纳如下：

1）软件测试系统的需求分析。对软件系统所有功能进行需求分析，根据需求

实现对仪器控制模块、波形处理模块以及波形编辑、预览、生成与显示模块的软件

整体方案的设计。

2）信号采集和波形发生软件测试模块的详细设计。对测试模块中的信号采集

模块以及波形发生模块的软件设计进行详细介绍，主要对上层应用软件和硬件驱

动接口函数的设计进行详细的介绍。

3）数据分析和波形处理设计。信号采集模块主要涉及到宽带多域分析，其中

时域分析包括触发、参数测量以及幅值校正等功能，频域包括频谱检波、频谱调谐

和三维频谱统计等功能；波形发生模块涉及到函数信号源、自定义信号源、基带调

制信号源以及合成信号源等波形数据的编辑与处理。

4）测试结果验证分析。详细介绍信号采集与波形生成两大仪器模块的软件测

试方法，并对软件系统进行了闭环测试验证，列出了最终的软件测试结果。

论文完成了多通道宽带信号测试系统的软件设计，并在多通道硬件平台上进

行了信号采集与信号生成的测试与验证，测试结果满足测试指标要求。

关键词：宽带信号处理，波形生成，信号测试，软件定义仪器

ABSTRACT

Thehighspeedparalleltrendofinformationtechnologyhaspromotedtheprogress

ofsignaltestingtechnology.Broadbandsignalacquisitionandsignalgeneration,aspart

ofthesignaltestingfield,playanimportantrole.Actuallysomedrawbackssuchasthe

highcost,largesizeandcomplexoperationoftheinstrumenthavegainedthedifficulty

ofsignaltesting.Traditionalhardwaretestsystemwithasinglefunctioncannotadaptt

ocomplexandchangeabletestdemands.Theemergenceofsoftwarehaschangedthestr

uctureofthetraditionalhardwaresystem,whichcentralideaistoconfigurethemodule

intovariousinstrumentalfunctionsthroughsoftware,greatlyimprovingthetestefficien

cy.Therefore,inthisthesis,themultichannelbroadbandsignaltestsoftwaresystemwhi

chdesignedaccordingtoprojectrequirementsmainlyincludestwomodules:broadband

signalacquisitionandsignalgeneration.Themaincontentissummarizedasfollows:

1)Requirementanalysisofsoftwaretes