安捷伦or是德信号源+频谱仪操作：从程控到自动测试（二）增益计算的程控实现

一、概述
目前，对于射频模块的调试与测试，国内大多数的厂商(特别是中小型企业)均是通过最原始的手工调测方式，需要调试人员手动设置和操作仪器(信号源和频谱仪)，并通过肉眼观察仪器上的显示数值并读写分析模块性能，来确定所调试的通信模块是否符合指标要求。
在射频模块的批量生产测试过程中，调试和测试人员需要通过重复的手动操作仪器，进行射频模块的指标测试。上篇文章已经介绍了如何实现仪器校准的程控及自动测试(https://blog.csdn.net/qq_27424533/article/details/123482320?spm=1001.2014.3001.5501)，本文将对待测模块增益检测的程控及自动测试的实现进行介绍。

二、增益检测
图1给出了射频待测模块及计算机与信号源和频谱仪的连接方式。从图中可以看出，在信号源和频谱仪都已经进行功率校准之后，当从信号源输出功率为Pin (dBm)的信号通过射频线进入待测模块，再由射频线和衰减器进入频谱仪时，我们可以在频谱仪中得到信号的峰值功率Pout (dBm)，此时，待测模块的增益即为：Pout-Pin (dB)。

图1 射频待测模块及计算机与信号源和频谱仪的连接方式

那么，接下来介绍使用信号源和频谱仪进行增益检测的步骤：
1、仪器校准[1]完成后，按图1所示连接待测模块与信号源和频谱仪，将信号源的中心频率和功率设置到待测频点和功率值(如：-50dBm)；
2、待测模块上电，打开射频开关，输出射频信号；
3、观察频谱仪中的峰值功率，并读出峰值功率，将该峰值功率与信号源输出功率比较，其差值即为待测模块增益值。
当待测模块具备ALC功能时，增益测试应该在ALC起控之前进行。

三、增益检测的程控实现
如何使用程控进行增益检测工作，从而提高测试人员操作效率？
分析以上增益检测步骤，可以将信号源中心频点和功率设置、频谱仪峰值读取、频谱仪峰值和信号源输入功率差值计算等这些手动操作仪器的步骤使用程控实现。（信号源和频谱仪程控的实现，请参考【VISA+SCPI实现安捷伦/是德信号源和频谱仪的程控】）
本文中程控使用VISA+SCPI指令集实现，操作界面使用C#实现，实现方式还有其他的，可依据自身的熟悉程度进行选择。表1给出了信号源校准程控指令及界面实例，频谱仪的程控指令可参考https://download.csdn.net/download/qq_27424533/80233490，界面实例可与信号源一致。信号源的其他程控指令可参考https://download.csdn.net/download/qq_27424533/80233370。

四、指定输出功率的自动化实现
当理解并实现以上增益检测的程控方式后，我们就具备了增益检测自动化实现的基础。增益检测的步骤在第二节中已经介绍清楚了，那么怎么实现增益检测的自动化，则与个人的算法和思路相关，本文中的增益检测自动化实现思路如下：使用指令将信号源频点和功率值设置按步骤分别进行，然后读取频谱仪中的峰值功率，将该峰值功率与信号源输入功率相减得到待测模块增益值。
进一步的，如何使得待测模块输出指定的功率值呢？则只需要将指定的功率值与增益值相减，得到信号源需要设置的输入功率值，将其设置进信号源中即可使得待测模块输出指定功率。若需得到精确的指定输出功率值，则需使用算法实现。
给出代码如下：

private double GainCal(double fre, string DW){double mk1, IniPow;parentWindow.Button_SGRFONorOFF.IsChecked = false;                      //关闭信号发生器射频parentWindow.SGCMDsend(":OUTPut:MOD OFF", "信号发生器MOD开关关闭！");   //关闭双音开关parentWindow.PPCMDsend(":CALC:MARK:AOFF", "Marker点已关闭！");          //关闭所有maker点//fre = Convert.ToDouble(TextBox_IFre.Text);if (TextBox_SGIntPow.Text.Trim() == "")IniPow = -50;elseIniPow = Convert.ToDouble(TextBox_SGIntPow.Text);parentWindow.SGCMDsend(string.Concat(":POW ", IniPow.ToString(), "dBm"), "信号发生器功率设置成功！");parentWindow.SGCMDsend(string.Concat(":FREQ ", fre.ToString(), DW), "信号发生器中心频率设置成功！");parentWindow.PPCMDsend(string.Concat(":FREQ:CENT ", fre.ToString(), DW), "频谱仪中心频率设置成功！");parentWindow.PPCMDsend(string.Concat(":FREQ:SPAN 10MHz"), "频谱仪频率带宽设置成功！");parentWindow.Button_SGRFONorOFF.IsChecked = true;      //打开信号发生器射频// 增益检测parentWindow.ioArbPP.WriteString(string.Concat(":CALC:MARK1:STAT 1"));parentWindow.ioArbPP.WriteString(string.Concat(":CALC:MARK1:X ", fre.ToString(), DW));Thread.Sleep(800);mk1 = Convert.ToDouble(parentWindow.PPCMDread(string.Concat(":CALC:MARK1:Y?"), "频谱仪Marker1功率为："));if (mk1 < (IniPow - 5)){parentWindow.LogInfo(LogMsgType.Normal, "增益计算异常，请检查频谱仪是否重置！");return -1;}return (mk1 - IniPow);}

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