频谱分析仪实时监控系统软件设计

宋吟龄

【摘 要】实时监控是现代工业测量的重要手段，本文主要介绍了频谱分析仪实时监控系统软件设计方案，针对系统的硬件组成、测试原理、软件开发以及开发的关键技术进行了探讨。经过实际应用证明，该软件具有良好的通用性，自动化程度高，有效提高了测试效率和产品质量。

【关键词】实时监控；频谱分析仪；VB

随着现代通信科技的高速发展，仪器仪表自动控制技术在军工科技行业的各种测量及控制系统中应用越来越广泛。在科研生产过程中，仪器仪表状态的实时监控已经是自动控制的重要组成部分，通过远程计算机软件与测试现场各种智能化仪表进行通信， 能够及时控制、了解现场仪表的运行情况， 通过图形化的测试显示，更加便捷的实现对现场各种状态的实时监控，能够帮助测试人员掌握测试过程的运行状态、调整测试参数、优化控制， 提高测试过程的安全性和效率。本文正是针对测试中经常使用的频谱分析仪，设计实时监控系统软件，提高日常测试效率。

1 系统组成及测试原理

频谱分析仪实时监控系统主要频谱分析仪和待测设备组成，待测设备包括测试适配器、测试电缆等，由于本文主要介绍频谱分析仪实时监控，待测设备不做具体要求，故在此不进行介绍。系统框图如图1所示。

本系统中，信号经过待测设备的功分、开关、适配器、天线等途径进入频谱分析仪，产生相对应频谱曲线，频谱特性正是衡量待测设备特性的关键，也是系统需要测试的技术指标。

2 系统软件设计开发

频谱分析仪实时监控系统中，仪器状态设置、实时监控图形显示、数据采集及数据分析等模块均采用在Visual Basic6.0下开发的测控软件实现。

2.1 Visual Basic 6.0 语言及应用程序的基本特点

Visual Basic6.0是Microsoft公司推出的一个可视化、面向对象且基于事件驱动的集成开发环境， 可用于开发Windows 环境下的各种应用程序。在Visual Basic 环境下，使用Windows部的应用程序接口（API） 函数， 以及动态链接库（DLL）、动态数据交换（DDE） 、对象的链接与嵌入（OLE）、开放式数据访问（ ODBC） 等技术， 可以高效、快速地开发出Windows 环境下功能强大、图形界面丰富的应用软件系统。

2.2 软件模块设计介绍

频谱分析仪实时监控系统软件采用模块化的开发模式，每个模块实现独立的系统功能，软件主要包括仪器驱动、测试设置与初始化、数据通信与采集、图形化、数据分析与存储5大模块，功能结构流程图如图2所示。

仪器驱动模块用来对频谱分析仪进行标准仪器状态控制；测试设置与初始化模块通过针对性的配置FREQ、SPAN、RBW、SWEEPTIME等频谱分析仪关键参数，满足待测设备需求，进行测试初始化；数据通信与采集模块通过远程控制计算机与频谱分析仪进行测试命令通信和测试数据采集；图形化模块是通过图形化采集到的测试数据使测试结果更加直观；数据分析与存储模块则是将系统采集的测试数据进行报表填写、指标判定、误差计算，最终实现EXCEL格式的测试报表输出。

3 软件开发的关键技术

3.1 图形化技术

为了满足远程操控同时还能方便直观的观测测试结果，图形化是本软件的关键性突破，利用VB的ChartSpace控件进行图形实时绘制，满足测试需求。

3.2 实时记录技术

对于噪声或者干扰信号之类的测试，有用信号往往是不定时出现，因此在线的实时数据采集就显得非常重要，在本系统中采用实时记录与数据判别相结合的方式既满足了长期观测的需要，同时又不会导致数据量过大引发的程序错误。

3.3 多型号兼容技术

当前市场主流的频谱分析仪生产厂家有：Agilent公司、R&S公司、安立公司以及中国电子科技集团公司第41 所。不同厂家不同型号的仪器控制SPCI命令不同，给远程控制带来困难。本软件建立了程控指令数据库，可通过选择仪器型号来选择对应的仪器指令，实现多型号频谱分析仪的兼容。

4 结束语

频谱分析仪实时监控系统软件以VB6.0为软件平台，利用GPIB接口技术，实现了频谱分析仪的远程实时监控技术，该软件的开发和实现保证了测试结果的准确性，提高了工业测试工作效率， 提升了远程实时监控能力。该系统已应用到日常科研生产工作中，取得很好效果，在其他自动测试方面具有借鉴意义。

【参考文献】

[1]赵立威，钟圣芳.基于虚拟仪器的电磁频谱自动测量系统[J].电子测量技术，2013，36（3）：76-80

[2]唐赣.虚拟仪器平台实验设计与实践[J].国外电子测量技术，2013，32（11）：77-80.

[责任编辑：曹明明]