直接数字频率合成器电路动态参数测试系统及方法

摘要

本发明公开了一种DDS电路动态参数测试系统及方法，该方法包括：测试系统向设置有待测试的DDS电路的DUT板输入与DDS电路功能对应的测试向量，并控制高相噪信号发生器、和低噪声的电源生成DUT板需要的时钟信号和电压；DUT板在时钟信号的控制下输出与测试向量对应的输出信号，频谱分析仪和相位噪声测试仪在接收该信号后产生相应数据并返回测试系统，测试系统利用采样数据和预先设置的数值范围进行比较，确定DDS电路是否合格。本发明成功地对DDS电路进行自动化测试，解决了传统手动测试DDS电路动态参数时的测试难题，大大提高了DDS电路动态参数的测试效率，节约了测试成本。

说明书

技术领域

本发明涉及直接数字频率合成器（中文：direct digital synthesizer，简称：DDS）电路动态参数测试领域，尤其涉及一种DDS电路动态参数测试方法及系统。

背景技术

随着数字信号处理技术和数字电路工作速度的提高，以及对于系统灵敏度等要求的不断提高，对于高速、高精度的DDS的指标都提出了很高的要求。尤其在雷达、通信、电子对抗等电子系统需要实现高性能指标，DDS逐渐体现出其具有的相对带宽很宽、频率转换时间极短、频率分辨率很高、输出相位连续、可输出宽带正交信号、可编程及全数字化结构便于集成等优越性能。

然而DDS电路动态参数的测试目前却成为一项难题，目前的测试系统（包括国外公司提供的评估板）都只能满足手动来测试，手动测试既耗费时间又耗费人力，并且靠人工测量判断很难保证电路一致性，效率低下，难以满足DDS电路批量测试的需求，因此非常迫切需要一种行之有效的自动化测试系统及方法来指导DDS电路动态参数的测试。

发明内容

针对相关技术中因通过手动对DDS电路动态参数进行测试时，难以保证电路一致性，进而难以满足DDS电路批量测试的需求的问题，本发明提供了一种DDS电路动态参数测试系统及方法。

本发明通过以下技术方案来实现的：

第一方面，本发明提供了一种DDS电路动态参数测试系统，DDS电路动态参数测试系统包括测试系统、DUT（全称：device under test ，中文：测试中设备）板、高相躁信号源、低噪声电源、频谱分析仪和相位噪声测试仪，其中：测试系统通过SMA线以及Pin68线与DUT板连接，测试系统还通过SMA线分别与频谱分析仪以及相位噪声测试仪连接；DUT板通过SMA线与高相躁信号源连接，DUT板还通过电源连接线与低噪声电源连接；测试系统通过GPIB(全称：General-Purpose Interface Bus，中文：通用接口总线)分别与高相躁信号源、低噪声电源、频谱分析仪以及相位噪声测试仪连接；测试系统与DUT板内设置的待测试的DDS电路电性连接。

可选的，DUT板还包括与测试系统连接的接口板、测试专用插座、第一变压器、第二变压器以及DUT板的配置电路，被测试的DDS电路被安置于测试专用插座上，并与接口板电性连接，DDS电路分别与第一变压器和第二变压器电性连接，第一变压器与接口板电性连接。

可选的，测试系统包括数字板卡、高频模拟开关卡、主机以及显示屏，其中：数字板卡与DUT内的接口板电性连接，第二变压器与高频模拟开关卡电性连接。

可选的，测试系统可以为NI（全称：national instrument）系统。

第二方面，本发明还提供了一种DDS电路动态参数测试方法，该方法应用于第一方面或第一方面可选的技术方案所提供DDS电路动态参数测试系统中，该方法包括：

测试系统向DUT板输入测试向量，测试向量是对DUT板内待测试的DDS电路的测试功能仿真得到的信号；

测试系统控制高相躁信号源产生DUT板需要的时钟信号，控制低噪声电源产生DUT板所需的电压；

DUT板在电压以及时钟信号的作用下工作，向测试系统输出与测试向量对应的输出信号；

测试系统通过高频模拟开关对输出信号进行切换，将切换后的信号分别输入至频谱分析仪以及相位噪声测试仪；

频谱分析仪以及相位噪声测试仪接收切换后的信号后分别对各自产生的信号进行采样，将采样得到的数据回传给测试系统；

测试系统根据采样得到的数据输出测试结果。

可选的，频谱分析仪对切换后的信号进行采样，得到第一类采样数据，将第一类采样数据回传给测试系统，相位噪声测试仪对切换后的信号进行采样，得到第二类采样数据，将第二类采样数据回传给测试系统；

测试系统判定接收到的第一类采样数据是否位于第一预定范围内，判定接收到的第二类采样数据是否位于第二预定范围内，并输出判定结果。

可选的，测试系统在判定接收到的第一类采样数据是否位于第一预定范围内后，得到第一类判定结果，保存第一类判定结果；

测试系统在判定接收到的第二类采样数据是否位于第二预定范围内后，得到第二类判定结果，保持第二类判定结果。

可选的，测试系统将第一类判定结果和第二类判定结果保存为预定格式。

可选的，该预定格式为文本格式、图表格式或语音格式等。

可选的，测试系统在判定接收到的第一类采样数据未位于第一预定范围内，或者，在判定接收到的第二类采样数据未位于第二预定范围内时，则输出第一类判定结果，第一类判定结果用于指示DDS电路不合格；

测试系统在判定接收到的第一类采样数据位于第一预定范围内，且判定接收到的第二类采样数据位于第二预定范围内时，则输出第二类判定结果，第二类判定结果用于指示DDS电路合格。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果至少包括：

采用测试系统控制高相噪信号发生器、频谱分析仪、相位噪声测试仪、低噪声的电源，实现DDS电路动态参数的测试自动化，成功地解决了传统手动测试的难题；该测试方案有效缩短了电路测试时间、节省了人工成本，成功实现了DDS电路批量生产。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图 1 为本发明一个实施例中提供的DDS电路动态参数测试系统的结构示意图；

图 2 为本发明一个实施例中提供的信号流向的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

目前仅能通过手动对DDS电路的动态参数进行测试，难以满足DDS电路批量测试的需求，针对于此，本发明提供了一种DDS电路动态参数测试方法，其可以实现对DDS电路动态参数的测试自动化，进而为实现DDS电路的批量生产提供了可能。

图1是本发明一个实施例中提供的DDS电路动态参数测试系统的结构示意图，该DDS电路动态参数测试系统包括测试系统110、DUT板120、高相躁信号源130、低噪声电源140、频谱分析仪150以及相位噪声测试仪160。

此外，为了保证测试系统110与DUT板120、频谱分析仪150以及相位噪声测试仪160连接，DDS电路动态参数测试系统还可以包括若干条GPIB、测试专用的Pin68线以及若干条专用SMA线。比如可以包括四根GPIB、一根测试专用Pin68线、三根SMA线若干。

DDS电路动态参数测试系统中各器件的连接关系包括：测试系统110通过SMA线以及Pin68线与DUT板120连接，测试系统110还通过SMA线分别与频谱分析仪150以及相位噪声测试仪160连接；DUT板120通过SMA线与高相躁信号源130连接，DUT板120还通过电源连接线与低噪声电源140连接；测试系统110通过GPIB分别与高相躁信号源130、低噪声电源140、频谱分析仪150以及相位噪声测试仪160连接，测试系统110与DUT板120内设置的待测试的DDS电路电性连接。

在一种可能的实现方式中，DUT板120除了包含有待测试的DDS电路，还可以包括与测试系统110连接的接口板、测试专用插座、第一变压器、第二变压器以及DUT板120的配置电路，被测试的DDS电路被安置于测试专用插座上，并与接口板电性连接，DDS电路分别与第一变压器和第二变压器电性连接，第一变压器与接口板电性连接。

在一种可能的实现方式中，测试系统110包括数字板卡（比如型号为PCI6551的数字板卡、高频模拟开关卡（比如型号为PXI-2597的高频模拟开关卡）、主机以及显示屏等，为了实现自动化测试，测试系统110中的主机还可以配套安装有用于下发指令以及执行预定指令的应用程序，比如应用程序Labview。

对应的，各器件连接关系为：数字板卡通过PCI（全称：Peripheral Component Interconnect，中文：外部设备互连总线）插槽与主机相连，数字板卡通过Pin68线与DUT板120相连，高频模拟开关卡通过SMA线与DUT 板120相连，主机通过GPIB与高相噪信号源、频谱分析仪150、相位噪声测试仪160、低噪声电源140相连，DUT板120通过SMA线与高相噪信号源130、频谱分析仪150、相位噪声测试仪160相连，DUT板120通过电源连接线与低噪声电源140相连。

在实际测试中，高相噪信号源130可以选用SMB100A型高相噪模拟信号源，频谱分析仪150可以选用N9030A型频谱分析仪，相位噪声测试仪160可以选用E5500型相位噪声测试仪，低噪声电源140可以选用E3631型电源。

可选的，数字板卡可以获取根据模拟待测试的DDS电路的功能仿真的测试向量。在需要测试不同的DDS电路，或者需要测试DDS电路不同的功能时，均可以对应仿真处测试向量，由数字板卡将仿真的测试向量输入给DUT板120。

可选的，测试系统110内的主机和显示屏可以是一体机，也可以是独立的两台设备。

下面结合图1对本发明提供的DDS电路动态参数测试方法进行说明，该方法包括如下步骤：

S1、测试系统110向DUT板120输入测试向量。

可选的，测试系统110中的数字板卡通过Pin68线向DUT板120输入测试向量。这里的测试向量是对DUT板120内待测试的DDS电路的测试功能仿真得到的信号。

S2、测试系统110控制低噪声电源140产生DUT板120所需的电压，控制高相躁信号源130产生DUT板120所需的时钟信号。

可选的，测试系统110内主机上安装有可以执行预定程序的应用程序，比如Labview，该应用程序可以按照预定程序顺序执行相关操作，比如，向低噪声电源140发送第一指令，使得低噪声电源140产生DUT板120所需的电压；还比如，向高相躁信号源130发送第二指令，使得高相躁信号源130产生DUT板120所需的时钟信号。

在实际应用中，可以先执行步骤S1，再执行步骤S2，或者，可以先执行步骤S2，再执行步骤S1，或者，并列执行步骤S1和步骤S2，本实施例中不对步骤S1和步骤S2的先后执行顺序进行限定。

S3、DUT板120在该电压以及该时钟信号的作用下工作，向测试系统110输出与该测试向量对应的输出信号。

由于DUT板120通过电源连接线与低噪声电源连接140连接，因此低噪声电源140在产生DUT板120所需的电压后，可以向DUT板120提供对应的电压；对应的，DUT板12在低噪声电源140向其输入的电压下工作。

由于DUT板120通过SMA线与高相躁信号源130连接，因此高相躁信号源130在产生DUT板120所需的时钟信号后，可以向DUT板120输入对应的时钟信号；对应的，DUT板120在高相躁信号源130向其输入的时钟信号下工作。

由于DUT板120接收到了测试系统110输入的测试向量，因此可以在低噪声电源140提供的电压以及高相躁信号源130提供的时钟信号的作用下，产生向该测试向量对应的输出信号。DUT板120通过SMA线将该输出信号输出给测试系统110。

请参见图2所示，在DUT板120内，时钟信号在被输入至DUT板120之后，首先经过DUT板120内的第一变压器进行切换，将切换为得到的差分信号输入至DUT板120内待测试的DDS电路，待测试的DDS电路根据测试向量以及该差分信号输出信号至DUT板120内的第二变压器，第二变压器将得到的信号切换后通过Pin68线输出至测试系统110内的高频模拟开关，通过第二变压器切换后的信号即为上述DUT板120输出的输出信号。

S4、测试系统110内的高频模拟开关将DUT板120输出的输出信号进行切换，将切换后得到的信号分别输入至频谱分析仪150以及相位噪声测试仪160。

可替换地，在实际应用中，也可以直接在DUT板120内设置与第二变压器相连的高频继电器，这样，第二变压器将得到的信号切换后的信号输出至DUT板120内的高频继电器；高频继电器将DUT板120输出的信号进行切换，将切换后得到的信号分别输入至频谱分析仪150以及相位噪声测试仪160。

S5、频谱分析仪150以及相位噪声测试仪160接收该切换后的信号后分别对各自产生的信号进行采样，将采样得到的数据回传给测试系统110。

可选的，频谱分析仪150对该切换后的信号进行采样，得到第一类采样数据，将第一类采样数据回传给测试系统110。

可选的，相位噪声测试仪160对该切换后的信号进行采样，得到第二类采样数据，将第二类采样数据回传给测试系统110。

S6、测试系统110根据该采样得到的数据输出测试结果。

可选的，测试系统110判定接收到的第一类采样数据是否位于第一预定范围内，判定接收到的第二类采样数据是否位于第二预定范围内，并输出判定结果。这里所讲的第一预定范围以及第二预定范围均是测试系统110预先设置的合格的DDS电路对应的标准范围。可选的，第一预定范围和第二预定范围可以在主机的应用程序内预先设置。

进一步的，测试系统110在判定接收到的第一类采样数据未位于第一预定范围内，或者，在判定接收到的第二类采样数据未位于第二预定范围内时，则输出第一类判定结果，第一类判定结果用于指示该DDS电路不合格。

测试系统110在判定接收到的第一类采样数据位于第一预定范围内，且判定接收到的第二类采样数据位于第二预定范围内时，则输出第二类判定结果，第二类判定结果用于指示该DDS电路合格。

可选的，当测试系统110在判定接收到的第一类采样数据是否位于第一预定范围内，会得到第一类判定结果，并将第一类判定结果进行保存。可选的，可以将第一类判定结果保存为文本格式，或其他格式，比如图表格式、语音格式等。

类似的，当测试系统110在判定接收到的第二类采样数据是否位于第二预定范围内，会得到第二类判定结果，并将第二类判定结果进行保存。可选的，可以将第二类判定结果保存为文本格式，或其他格式。

可选的，测试系统110在输出测试结果（比如第一类判定结果或第二类判定结果）时，可以在显示屏上显示出测试结果，也可以通过语音播报等方式输出测试结果。举例来讲，测试系统110可以将测试结果显示在显示屏上自主设计的软件界面上，根据测试结果显示合格提示信息或不合格提示信息，具体的提示信息的文本内容可以根据测试结果的内容进行设置，比如第一类判定结果可以显示为“PASS”，第二类判定结果可以显示为“FAIL”。

综上所述，本发明实施例提供的DDS电路动态参数测试方法，采用测试系统控制高相噪信号发生器、频谱分析仪、相位噪声测试仪、低噪声的电源，实现DDS电路动态参数的测试自动化，成功地解决了传统手动测试的难题；该测试方案有效缩短了电路测试时间、节省了人工成本，成功实现了DDS电路批量生产。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。