0  引  言

随着直升机机载航电系统的发展，系统与系统、产品与产品间交联关系日益复杂，PXI通用测试平台可将大多数可共享的资源最大程度的加以利用，实现测试设备高度集成，可根据其它机型通信系统的ICD接口文件分布，利用PXI测试平台的资源，扩展PXI通用测试平台的测试功能，利用成熟的硬件技术和软件技术，有效地解决了直升机通讯系统联试和子系统的二线测试问题，使通信系统联试和二线测试工作更加方便、可靠。该系统不仅能够发现整机故障类型是交联故障还是单个部件的故障，而且能将确定故障点定位，大大提高了检测效率。

1  PXI通用测试技术应用于直升机通信系统测试工作原理与方案设计

PXI通用测试技术^[1]是利用通用设备模拟上述机载成品所需要的各种输入信号，并同时接收它们输出信号、显示各种测试信息。技术是采用PXI测试平台进行设计。为使所有测试项目能共享PXI测试机箱的资源，使用适配器的方式对信号再分配。通过硬件资源的重新组合与软件的重构，可以快速的配置出适用于其他测试用途的专用测试仪器。

1.1 总体思路

通用测试技术是利用通用设备模拟通讯系统所需要的各种输入信号，并同时接收它们输出信号、显示各种测试信息。通用测试技术是采用PXI测试平台进行设计，为使所有测试项目能共享PXI测试机箱的资源，使用适配器的方式对信号再分配，通过硬件资源的重新组合与软件的重构，可以快速的配置出适用于其他测试用途的专用测试仪器，实现测试设备高度集成、网络化的应用，提高工作效率。

1.2 技术方案

通信系统PXI系统测试平台方案设计包含两部分功能。包含通信系统的联试，以及与通信相关的部品的二线测试。

通信系统联试^[2]可用于综合控制管理设备、超短波电台、短波电台、无线电罗盘、机载应答机等进行功能联试，来判断系统各部品功能是否正常，系统之间的数据传输是否正常，可以实现通信导航指挥系统装机前的功能检测以及系统出现故障时的定位与隔离。通信系统中子系统二线测试可用于综合控制管理设备、无线电高度表、超短波电台二线测试，并留有其它型号无线电高度表和超短波电台接线接口，并具备测试条件。

直升机通信系统PXI系统测试平台是PCI/CompactPCI在仪器领域的扩展，设备保留了PCI总线极高的数据吞吐能力（32位PCI的数据传输速率为132Mbps），采用坚固的欧洲插卡组装技术，扩展了与VXI相类似的仪器总线，如触发总线、本地总线、系统参考时钟以及只有D尺寸VXI才有的星型触发总线。

在总线上，PXI使用64位的5V和3.3V信号和PCI总线，改变了VXI的VME总线只能使用5V电压，不能满足快速传送和低功耗的要求和 VME总线采用的TTL技术，避免了在64位宽度下TTL电路固有的噪声和信号抖动，并且使用了与VXI相同的组装技术。就传输速度而言，PXI是VXI总线带宽40Mbps的三倍多， PXI采用了VXI上却无法实现的实时图像采集技术，拓展了其应用领域。

设备利用了主流PC技术，与WindowsNT无缝结合，具有丰富的计算机软硬件资源可供选择，使得最终系统具备以较低成本不断升级和功能无限扩展的前景。本系统选用PXI与WindowsNT，具备了通过以太网低价位无限扩展的能力，这样，除了可以通过MXI-3无限扩展I/O，还可以通过网络无限扩展处理能力；采用低价位、发展迅速的PC技术。PXI计算机能够以较低成本，完成测试管理、UUT激励及除独立GPIB仪器测量之外的所有测量功能。

1.2.1 硬件构架

PXI系统由三个基本部分组成：机箱，系统控制器和外设模块。

1.2.2 PXI控制器

正如PXI硬件规范所定义的，所有PXI机箱包含一个插于机箱最左端插槽（插槽1）的系统控制器。可选的控制器有标准桌面PC的远程控制，也有包含Microsoft操作系统（如Windows2000/XP）或实时操作系统（如LabVIEW RT）的高性能嵌入式控制。

1.2.3 PXI远程控制

用MXI-3（Measurement eXtensions for Instrumentation）接口工具，PXI系统可以通过透明、高速的串口连接被PC或其它PXI系统直接控制。MXI-3接口工具包提供从PC到PXI机箱的84MB PCI-PCI连接桥。在PC启动过程中，它会将您PXI系统的所有外设模块当作是PCI设备。

1.2.4 PXI与适配器结构

为提高PXI系统资源的利用效率，便于用户自行开发与扩展试验范围，选用最优化的连接方案将PXI系统信号引出，并且根据需要为客户定做高性能的电缆组件和线缆，可靠连接和快速集成。使用这种结构可大大缩短PXI板卡引线长度，降低信号衰减。

1.2.5 其它硬件设计

PXI系统测试平台在直升机通讯系统中共配有5台适配器，包含综合控制管理设备、无线电罗盘、超短波电台、短波电台、机载应答机。另外外配多种激励信号源发生设备，如高频信号源、音频信号源，天线模仿仪、时间同步仪等。

1.3 通信系统测试软件设计

上位机软件采用美国NI出品的LABVIEW编程语言编制，运行于WINDOWS XP环境下。

LABVIEW软件是一个基于G（Graphic）语言的图形编程开发环境，在工业界和学术界中广泛用作开发数据采集系统、仪器控制软件和分析软件的标准语言，对于科学研究和工程应用来说是很理想的语言。它含有种类丰富的函数库，利用它可以方便灵活地搭建功能强大的测试系统。

在LABVIEW环境下，将测试平台功能模块软件整合为两个部分，分别为：通信系统联试功能平台软件、通信系统二线测试平台软件。

1.3.1 通信系统联试功能平台软件功能设计

在联试测试平台中软件界面模拟飞机综显，与飞机上通电界面一致，在界面中按照实际综显界面布置。

通信系统联试主要功能

a)实现模拟机上的状态进行系统联试；

b)实现对系统中各成品按机上通电技术要求对参数进行更改；

c)实现模拟综合显示控制对通信导航指挥系统、系统上传的数据、自检结果、功能画面的显示，自检命令发送、参数修改和功能控制；

d)实现系统音响交联试验；

e)实现与外场电台的正常通信；

f)实现对通信导航指挥系统、数据交换系统的电气控制和启动控制；

g)可外接总线监控器对传输的总线数据进行监控；

h)留有系统总线数据以外其它信号的检测口，可外接检测设备对这些数据进行检测；

i)可外接两副耳机实现音响交联。

1.3.2 通信系统二线测试平台软件功能设计

通信系统二线测试软件平台包含以下指标测试界面并具备测试功能：

a）综合无线电管理设备：

b） 超短波电台：接收机灵敏度测试、静噪灵敏度测试、载波输出功率测试、调制度测试。

c）短波电台：载波输出功率测试、调幅话灵敏度测试、频率误差测试、音频响应测试、失真系数测试。

d）无线电罗盘：收讯灵敏度、定向灵敏度、定向精度、自检、定向速度、音频输出功率。

f)机载应答机：接收灵敏度、发射功率。

1.4 网络结构设计

在网络构架的方案选择过程中需要解决两个问题：首先，实现远程设备的动态控制，获取采集数据的实时反馈。其次，对多用户多任务的响应能力，针对这两个问题提出方案进行比较：

1.4.1 C/S（Client/Server）

C/S（Client/Server）结构，即客户端和服务器结构，如图1所示。它将工作任务分配到客户端和服务器端，其工作原理是：在客户端和服务器分别运行各自独立的程序，它们之间通过“请求/响应”的应答模式进行数据沟通。用户通过客户端向服务器发送数据或操作请求，服务器接受请求、执行相应的服务程序，并将执行结果发送回客户端，由客户端对接收数据进一步处理后，提交或表示给用户^[3]。

图1   C/S（Client/Server）网络结构

在这个网络结构中利用了客户端PC的硬件资源与处理能力，分担了实验系统中数据处理与显示的工作。而在服务器端则包含了设备资源和数据库系统，负责数据采集与数据管理的操作，是整个结构的主体部分。二层网络结构的设计，

提高了客户端与服务器之间的通信响应速度；而服务器在对多用户多任务的处理能力方面表现一般。

1.4.2 B/S（Browser/Server）

    B/S（Browser/Server）结构，即浏览器/服务器结构，图示2所示。由原来的二层构架发展为三层的网络结构，是对C/S结构的一种改进。

    B/S结构由客户端浏览器、Web服务器、应用服务器三部分组成，其工作过程是：客户端用户通过Web浏览器向Web服务器发送操作请求，Web服务器接受用户请求，与应用服务器（数据库）连接并提出数据处理申请，等待数据库将处

理结果转交给Web服务器，而Web服务器再将所需数据发送回客户端并显示在浏览器^[4]。

图2   B/S（Browser/Server）网络结构

    在B/S体系结构中：客户端的工作任务得到了重新分配，将原先的数据处理部分转移至了Web服务器；而客户端由Web浏览器来实现，仅负责数据显示的部分。这样的变换大大减轻了客户端的工作负担，设计和维护的工作集中在了Web服务器上，提高了系统开发的效率，降低了更新和维护的成本。

    但是在B/S结构中，虽然对前端（客户端）进行了改善，而后台（服务器）的工作压力和C/S结构中的一样。同时，也由于在客户端和应用服务端之间增加了Web服务器的环节，也使得在双方在数据通信的速度上受到了一些影响。

2  PXI测试技术在通信系统应用验证结果

将直升机中通信系统（包括综合无线电管理设备、超短波电台、短波电台、无线电罗盘、机载应答机）中部品在PXI测试技术进行联试，联试的结果可以满足联试的技术条件，与直升机在总装车间通电检查内容一致，功能正常。同时使用PXI测试技术进行子系统的二线测试，测试结果证明设备功能正常，能达到二线测试设备的要求。

3  结  论

通过PXI测试技术在通讯系统中的应用及验证。有效地解决了直升机通讯系统联试和子系统的二线测试问题，使通讯系统联试和二线测试工作更加方便、可靠。该系统不仅能够发现整机故障类型是交联故障还是单个部件的故障，而且能将确定故障点定位。这大大提高了检测效率。具有低成本、高性能、适用性强、可持续开发潜力等优点。该测试平台的技术也可在其它机型、其它系统推广运用。

参 考 文 献

[1] 杨晓东，施文明 .现代测试技术与应用 国防工业出版社，2013.

[2] 江晓林，杨明极.通信原理.哈尔滨工业大学出版社，2010.

[3] 孙春晖.基于虚拟仪器的高职电子远程实验平台设计与实现[D].南京理工大学，2012.

[4] 高峰.基于Labview的网络实验室的研究[D].大连理工大学，2008.

作者简介： 张毅(1992—)，男，本科，工程师，研究方向：测试技术与应用研究。