T_R组件电老练测试系统设计_贾守波.pdf

书书书测控技术2023 年第 42 卷第 1 期试验与测试收稿日期:2021 08 26基金项目:上海市高端智能装备首台突破专项(ZB-ZBST-01-20-0090)引用格式:贾守波，吴文超，王博，等 T/组件电老练测试系统设计 J 测控技术，2023，42(1):62 69JIA S B，WU W C，WANG B，et al Design of T/Component Electric Aging Test System J Measurement Control Technolo-gy，2023，42(1):62 69T/组件电老练测试系统设计贾守波1，吴文超1，王博2，陈一凡2，王淑秀2，徐立航2(1 上海无线电设备研究所，上海201108;2 上海神添实业有限公司，上海200090)摘要:T/组件电老练测试系统主要用于 T/组件的研制和生产。针对 T/组件电老练测试过程中工作量大、耗时长的问题，提出了一种可批量电老练的组合式 T/组件电老练测试系统解决方案，对电老练测试系统进行了开发验证。设备为组合机柜式结构，功能上分为电老练单元区、电源仪表区和人机交互区，可实现 T/组件在预设条件(供电、射频、脉冲和温度等)下规定时长的电老练测试。测试软件是基于自适应调节控制算法的并行测试技术实现电老练自动测试管理，并基于 IVI 技术进行仪器仪表的控制接口封装，实现 24 通道 T/组件产品老练过程中的实时数据采集、处理、显示、存储功能。系统采用模块化结构，可根据需要灵活配置;软件平台界面接口丰富、开放程度高，具备良好的维护性和拓展性。实际应用表明此系统满足 T/组件电老练测试各项指标要求;与传统方法相比，自动化程度高，能够较大程度地提高 T/组件电老练测试效率，具备较强的实用性。关键词:T/组件;并行测试;IVI 技术;接口封装;电老练测试中图分类号:TP274+5;TP249;TN98文献标志码:A文章编号:1000 8829(2023)01 0062 08doi:10 19708/j ckjs 2023 01 011Design of T/Component Electric Aging Test SystemJIA Shou-bo1，WU Wen-chao1，WANG Bo2，CHEN Yi-fan2，WANG Shu-xiu2，XU Li-hang2(1 Shanghai adio Equipment esearch Institute，Shanghai 201108，China;2 Shanghai Shentian Industrial Co，Ltd，Shanghai 200090，China)Abstract:The T/component electrical burn-in test system is mainly used for the development and productionof T/components Aiming at the problem of heavy workload and long time-consuming T/component electri-cal burn-in test process，a combined T/module electrical burn-in test system solution that can be batch-typeelectrical burn-in is proposed to verify the electrical burn-in test system The equipment is a combined cabinetstructure，which is functionally divided into electrical burn-in unit area，power meter area and human-computerinteraction area，which can realize T/components electricalburn-in testfor a specified period of time underpreset conditions(i e power supply，radio frequency，pulse，temperature，etc)The test software realizes elec-trical burn-in automatic test management based on the parallel test technology of adaptive adjustment controlalgorithm，and packages the control interface of instrumentation based on IVI technology，so as to realize the re-al-time data collection，processing，display and storage functions in the process of 24-channel T/componentproductsburn-in The system adopts a modular structure and can be flexibly configured according to needs Thesoftware platform has rich interface interfaces，a high degree of openness，and has good maintainability and ex-pandability Practical application shows that this system meets the requirements of various indicators of T/module electrical burn-in test Compared with traditional methods，it has a higher degree of automation，can26greatly improve the efficiency of T/module electrical burn-in test，and has strong practicabilityKey words:T/components;parallel testing;IVI technology;interface packaging;electrical burn-in test有源相控阵是目前雷达天线研制与发展的主流。在有源相控阵雷达中，每个发射机和接收机被整合成为一个发射接收模块，即 T/(Transmit and eceive)组件1 2。有源相控阵雷达由几百个甚至上万个发射接收模块组成，T/组件是有源相控阵雷达的核心部件，它的性能直接影响雷达天线的性能指标3。在 T/组件的研制和生产过程中，T/组件的电老练测试至关重要，每个组件需花费数十小时的电老练时间，以验证产品的稳定性和可靠性。我国相控阵雷达技术起步较晚，与 T/组件电性能测试相比，T/组件电老练业界研究较少，传统电老练测试方法进行 T/组件测试时，需要手动操作测试仪器、手动记录测试结果，手动完成测试数据分析时存在易出错、工作量大和测试效率低等缺点，耗费了大量的人力和物力4 6。近年来，国内开始有少数研究机构和公司进行 T/组件电性能测试和电老练相关测试系统的开发。这些测试系统一般只支持单通道测试，虽然能够实现自动测试，但测试效率不够高，数据实时处理和可追溯性较差，且系统的扩展性不强，维护成本较高，无法满足不同型号、大批量 T/组件的测试需求。相控阵技术的发展使得雷达产品包含的 T/组件数量增大、种类增多7，T/组件电老练过程已经成为影响雷达研制与生产的瓶颈8。在此背景下，基于项目的实际情况，提出一种批量组合式 T/组件电老练测试系统。介绍了电老练测试系统搭建、系统设计和测试方法，对测试系统软硬件技术方案进行了详细论述。测试系统采用多通道并行的分布式结构，各测试单元被设计为独立模块，每个测试单元可独立设置电流、脉冲、温度和时间等参数，各模块通过数据流与总控模块进行通信，实现数据上传与分发。系统具有完整的自动化测试功能，软硬件均采用模块化结构，可以根据实际情况灵活配置，具备良好的通用性和扩展性，能够对不同种类、不同数量、不同测试策略的 T/组件进行电老练测试，具有较高的应用价值。1功能需求电老练系统需要完成 T/组件在预设条件下的电老练测试工作，以判断被测 T/产品性能是否合格。功能需求如下:老练控制。包括对单个或多个 T/组件的电老练控制启停。状态监控功能。实时监控 T/组件老练温度。组件保护。在 T/组件供电电压值、电流值和壳体或内部温度超出限值时，自动对 T/组件执行断电保护操作。状态显示。在工控机上显示 T/组件的实时老练情况。异常警报。老练过程中出现异常时，需报警并记录相应异常工位和原因。数据记录。自动记录老练过程产品的电压、电流、温度和老练时间等数据，并支持批量导出。2系统设计2 1系统组成T/组件电老练系统组成框图如图 1 所示。系统主要由工控机、交换机、微波信号源、功率放大器、模拟电源、数字电源、电老练单元和射频相关部件等组成。图 1系统组成框图T/组件电老练系统采用机柜式结构，由 3 个单体机柜组合而成，柜体承载了 T/组件电老练需要用到的相关夹具和仪器仪表。设备总尺寸为 1800 mm 800 mm 1800 mm，系统功能分布分为:电老练单元36T/组件电老练测试系统设计区、仪器仪表区和人机交互区。电老练单元区为主要的工作区，设计成抽屉式结构，方便拆装 T/组件，每个单元容纳 2 块组件，共设计了 12 层抽屉，最多可同时进行 24 块 T/组件的电老练任务，可灵活配置。电源仪表区相应地布置了 12 组程控电源，为电老练T/组件和控制板供电。人机交互区主要为显控单元，可进行电老练任务的信息分配、控制、监视和数据存储工作;也可接入制造执行系统(Manufacturing Exe-cution System，MES)，进行任务分发和数据上传等操作9。电老练系统的工作过程为:将 T/组件固定在散热模块上，通过工控机控制软件指令控制电源供电;信号源发出激励信号，通过功分器输出给 24 个 T/组件;电老练控制板控制 T/组件按一定时序工作，同时采集 T/组件内部和外部的温度传感器信号，并根据控制策略控制散热风扇工作，将 T/组件的温度控制在一定的范围区间;开始进行电老练工作，如某模组出现温度异常，立即启动保护机制，自动停止该模组老练任务并报警，实现全自动无人值守批量电老练工作。2 2电老练单元电老练单元采用模块化集成方式，主要用于固定组件，并提供组件老练所必需的老练温度环境10。电老练单元的组成框图如图 2 所示。主要包括 T/固定工装、散热系统、射频连接系统、老练控制板和功分器等模块。每个电老练单元可支撑 2 块 T/组件的老练工作。图 2电老练单元组成框图电老练单元为系统的主要组成部分，对 T/组件的四路电源(+28 V、+8 V、8 V、+5 V)的电流和电压进行采集，具备温度监控和温度保护功能。对 T/组件的壳体温度和内部温度进行实时监控，根据采集到的温度对外部散热系统进行控制，以保持产品在设定的温度范围内工作，并自动记录和保存测试数据。针对 T/组件电老练环境定制化的特点，固定工装将 T/组件固定在散热器模块上，使组件紧贴散热模块，并保证壳体和散热器以及嵌在散热模块正中间的温度传感器良好接触，从而保证实时采集到的温度数据的准确性，同时保证老练单元良好的散热性能。风扇固定在散热器外部，通过控制策略调节风扇的输出功率，实现对组件工作环境温度的控制，使其保持在一定的温度下(设定为