摘要：介绍了一种高频信号源模块的设计，该模块是基于VXI总线和数字信号处理的信号发生模块，在较宽的电平范围内，可产生多种制式的调制信号和波形信号。采用Labwindows/CVI开发的软面板具有友好的界面，操作方便。 
关键词：VXI总线  高频信号源  数字信号处理（DSP）    Labwindows/CVI 
A High Frequency Signal Source Module Based on VXIbus 
    
    Wen Shoujiang 
    (NO. 72655 Unit of PLA, Jinan, 250022) 
    
Abstract: A design of high frequency signal source module is
 introduced in this article. This module is implemented based
 on techniques of VMEbus Extension For Instrumentation (VXI) 
and Digital Signal Processing ( DSP ).It can generates
 multi modulated signals or multi-waveforms in a wide level range. With the use of Labwindows/CVI
 in developing the soft-panel ,the interface of the system is very friendly and the 
operation is much easy. 
Key words: VXIbus, High Frequency Signal Source, DSP, Labwindows/CVI 
中图分类号：TP274 

1    引言 
　　作为通信设备测试的重要仪表之一，高频信号源在本领域有着广泛的应用。而被测设备的信号制式多样，有AM、FM、PM、FSK、脉冲调制等。对较早期生产的单体高频信号源而言，在集成化程度、可提供信号的制式、设备的体积、重量、功耗、操作使用方便性等方面都有较大的差距，而且价格都较高。 
VXI总线仪表在二十世纪90年代晚期开始引入国内，它是一种国际公认的规范比较齐全的开放式模块化结构的仪表。只要有一台VXI总线测试平台，备足测试任务所需要的仪表模块，任何测试任务都能完成。因此，发展VXI总线仪表对提高测试仪表标准化、模块化、智能化、小型化有着重要意义，也必将成为未来通信测试装备的发展方向。但是，引进国外的VXI信号源设备需要大量资金。对大量使用单位来说，超出了可承受的范围。 
基于以上考虑，研制具有较高性能价格比的VXI高频信号源，无论是对于满足广大行业用户的需求，还是对提高我们在VXI总线仪表研究方面的水平，都是非常必要的。 
2    总体设计思想 
　　作为一种基于VXI总线技术的智能化仪表，高频信号源的功能和电路都比较复杂而且体积有严格限制，需应用DSP（数字信号处理）技术、Labwindows\CVI软面板技术、VXI总线接口技术等。 
1)    技术指标要满足通信设备的测试要求。设计载波范围为9KHz～2.4GHz，分辨率为1Hz。RF输出范围-137dBm到+19dBm，分辨率为0.1dB。可提供AM、FM、PM、FSK、脉冲调制等多种调制制式，并具有音频信号发生器、双音信号发生器功能。 
2)    模块为消息基，可编程中断，支持VXI配置。逻辑地址可手动选择（1-254）。地址/数据总线为16位，接口为VXI标准机箱的P1、P2。 
3)    器件尽量选用大规模集成的贴片芯片、可编程逻辑器件和贴片阻容件，以实现标准的VXI C尺寸双槽模块。 
4）    自动化程度要高。采用Labwindows/CVI开发其人机界面，要求其界面友好，仪器的操作使用简便。 
5）    开放性强，可通过方便的功能扩充适应新型通信设备的测试要求。 
3    系统硬件组成 
VXI高频信号源的系统方框图如图1所示。 
系统的硬件电路主要由微机及VXI总线接口部分、数字信号处理器TMS320C32及其外围电路（包括RAM、FLASH ROM、译码控制电路等）部分、本地振荡器及程控衰减器部分和各种调制信号的产生电路部分组成。 
模块通过GPIB/488.2接口板与PC机相连接。接口电路由一片大规模集成电路EPLD开发而成，外加若干缓冲器组成，是消息基模块，可通过VXI总线接收命令，从而控制仪器硬件的操作，并完成数据的传输。数字信号处理部分以DSP芯片TMS320C32为核心，由高速RAM、FLASH ROM、地址译码器和总线地址缓冲器等组成，是一个高速的信号处理与控制系统。它完成对各个组件的控制，对各种数据进行处理，并完成接口命令信号的译码和数据信号的传输。数字锁相环路产生高精度本振信号，经放大后，通过可控衰减器获得所需电平的输出信号。在DSP的控制下，信号经过各调制电路，产生不同制式的调制信号。此外，音频信号发生器和双音信号发生器分别产生音频信号和1KHz、1.6KHZ的双音信号。 
系统中，频率合成器是整个信号产生电路的核心，其性能的好坏直接关系到整机功能能否实现以及指标是否合格。由于其工作频率高，电路复杂，各点电平及环路滤波器参数的要求很严。由于某些与设计有关的参数（如印刷电路板的介电常数等）无法准确测定和其它的不确定因素，使环路参数不好准确计算。设计采用微波振荡电路，并应用Maxim公司的Σ-Δ小数分频频率合成芯片MAX2150组成频率合成电路。在DSP的控制下，可产生高纯净度的本振信号频谱。采用变容二极管及微波放大器件组成调谐选频电路，可得到指标要求的不同频率的信号。同时，按照电磁兼容性的要求，设计制作多层印刷电路板，并合理安排各层次分布，将数据线和控制线夹在中间层以增加屏蔽效果，并加强对电源的滤波和对各单元电路的屏蔽。通过这些措施，使得频合器工作性能稳定，且各项技术指标达到整机性能指标的要求。 
  

4    软件设计 
  　　VXI高频信号源的软件包括两部分。一是基于TMS320C32的控制、设置及有关的计算程序；二是基于Labwindows/CVI的软面板程序。同时，二者还应兼顾VXI总线标准协议，完成相互间的通信和数据传输。 
Labwindows/CVI是集成的开发环境，用于创建基于GPIB、PXI/CompactPCI、VXI和插入式采集卡等的虚拟仪器系统。它结合了交互式、简单易用的开发方式与ANSI C代码的强大编写功能和灵活性。 
VXI高频信号源使用的是GPIB-VXI连接方式，因此，我们主要使用VISA库来进行应用程序的开发，即使用CVI开发出软面板，使用VISA开发功能面板和功能函数以实现与VXI机箱的通信。NI-VISA函数库已集成到CVI当中，主要完成对GPIB，SERIAL，GPIB-VXI，VXI连接方式的编程，其主要功能如下： 
RESOURCE TEMPLATE： 
获取属性 
    设置属性 
    关闭/退出模块 
    事件使能 
















  
RESOURCE MANAGEMENT： 
    打开（缺省）模块 
    搜索模块 
    关闭模块 
INSTRUMENT CONTROL： 
    基本消息基模块输入输出 
    格式化输入输出 
    高级/低级寄存器基输入输出 
存储器共享 
所有命令均使用VIPrintf和VIRead函数来实现各种命令的发送和数据的读取。 

5    结束语 
作为一种高频信号发生设备，VXI信号源必须提供宽频带、宽电平范围和极高纯净度的信号，这对其硬件设备和软件程序提出了很高的要求。由于本模块采用了Labwindows/CVI软面板技术，可以极为方便地对程序进行调试，同时大大简化了开发周期，降低了成本，也为系统扩展提供了极大便利。 

参考文献： 
[1]    陈光礻禹．VXI总线测试平台技术[M]．成都：电子科技大学出版社，1996 
[2]    TMS320C3X user’s Guide[M], Texas Instruments 
[3]    张雄伟,曹铁勇等．DSP芯片的原理和开发应用（第二版）[M]．北京：电子工业出版社，2000 
[4]    “VMEbus Extension For Instrumentation：VXIbus system specification”[S], VITA ,1992 
[5]    “LabWindows/CVI User Interface Reference Manual”[M], NI Corporation ,1996 
作者简介: 
    温守江，男（1972－），山东省莱芜市人，工学硕士，工程师。2000年毕业于解放军理工大学通信工程学院，主要研究方向为无线数据通信，感兴趣的领域为通信测试仪表。