接口测试范文
时间：2023-10-10 23:52:02
接口测试篇1
关键词:构件测试;接口变异;遗传算法
中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)13-3561-03
Application Research of Interface Mutation in Component Test
LIU Chang-you, GUAN-Xian-chun
(Computer School of GuangDong University of Technology, Guangzhou 510006, China)
Abstract: Source code of component is unavailable to component users, so component test has to been run on component interface. Firstly, This paper introduced Mutation Testing and Genetic Algorithms; Secondly, applying Genetic Algorithms to interface mutation, and by that to create adequate and effective test cases which are used to test component; At last, an example is provided to validate the test method.
Key words: component testing; interface mutation; Genetic Algorithms
近年来,基于构件的软件开发(CBSD)逐渐发展起来,且越来越受到业界的欢迎。与传统的软件开发过程不同,CBSD开发一个系统可以由现成的构件组装而成,而不必一切都从头开发。这一变化大大提高了软件开发的效率。由于CSBD取得成功的前提是已经开发出了质量可靠的构件,因此如何有效地对构件进行测试成为软件工程领域研究的热点。
对构件使用者来说,构件具有一个最显著的特征[1],即构件的源代码的不可得性,只有通过调用才能使用构件的功能。由于源代码的不可得使构件验收和部署时的测试工作变得困难,因此构件的测试必须从更高的层次入手,即从构件提供的接口进行测试。通过接口调用和参数传递观察构件的外在行为,用以验证构件是否符合规格说明。因此如何设计出有效而充分的测试用例成为基于构件接口测试的关键任务。本文正是根据这种思路把遗传算法应用到构件的接口变异中去,通过变异测试生成有效而充分的测试用例,最后运用这些用例测试构件的功能。
1 构件与变异测试
1.1 构件与构件测试的现状
根据《计算机百科全书》中的定义[2],构件是软件系统中具有相对独立功能、可以明确辨识、接口由契约指定、和语境有明显依赖关系、可独立部署、可组装的软件实体。而构件的质量关系着构件化软件开发的成败,因此在进行构件化软件开发前要对构件进行充分的测试。
目前构件测试方法有内置测试法、元数据法、构件交互图,基于合约的接口变异测试方法等。根据构件测试人员的不同可以分为构件开发者的测试和构件使用者的测试。这里主要研究接口变异的测试方法,即站在构件使用者的角度一种测试方法。该方法允许构件测试者根据构件的规格描述信息生成初步的测试用例,通过遗传算法对构件的接口进行变异,把构件测试用例应用到变异后的构件接口上,经过一系列迭代的测试过程逐步完善测试用例,直至测试用例的有效度达到要求为止,最后运行测试用例观察构件的交互是否满足规格需求。
1.2 变异测试的过程
基于变异的软件测试是一种有效的软件测试方法。它需要执行一个程序的多个不同版本用来评价所使用的测试用例。这里要对为测试的程序构造出变异来,一个变异体就是引入了一个简单的语法错误到程序中。整个变异测试过程(图1)可以描述如下:
被测试的程序P,它的变异体为Pi(i=1,2,3,…N)。在测试集T上执行变异子Pi,与执行P的结果比较。
如果 Pi(T)P(T) 那么Pi被杀死。
如果 Pi(T)==P(T) 这里有两种情况,一是Pi是P的等价变异体;另一种情况是用例不够完善尚且不能揭示出Pi里面存在的错误。
这里介绍下变异充分度参数MS定义:
■
其中D是被杀死的变异体个数。
N是所有变异体个数。
E是等价变异体的个数。
理想的情况下MS为100%,即测试用例T能杀死所有的非等价变异体。实际上往往难以达到100%的充分度,因为等价变异体的判定在有些情况下是非常困难的。一般来说在达到可以接受的充分度后就结束测试。
通过上述的变异过程可见,变异测试的目的是生成有效的测试用例,目前应用较广的是运用遗传算法生成变异测试用例。
2 遗传算法
2.1 遗传算法的概念
遗传算法(Genetic Algorithms)[3]是从代表问题可能潜在的解集的一个种群开始的,而一个种群则由经过基因编码的一定数目的个体组成。每个个体实际上是染色体带有特征的实体。染色体作为遗传物质的主要载体,即多个基因的集合,其内部表现(即基因型)是某种基因组合,它决定了个体的形状的外部表现。因此,在一开始需要实现从表现型到基因型的映射即编码工作。由于仿照基因编码的工作很复杂,我们往往进行简化,如二进制编码。初始代种群产生之后,按照适者生存和优胜劣汰的原理,逐代演化产生出越来越好的近似解,在每一代,根据问题域中个体的适应度大小选择个体,并借助于自然遗传学的遗传算子进行组合、交叉和变异,产生出代表新的解集的种群。
在软件测试过程中,一个基本的观点是要确定满足测试目标的输入变量域。这个问题就是最大化一个函数f(x1,x2,…xm)。在遗传算法中,每个染色体代表一组测试用例。遗传算法着眼于原程序输入域,其中合适的测试用例可以杀死原程序的变异体。遗传算法的个体是二进制或字母的串,需要为每个个体定义一个适应度函数f(x),适应度函数的值就是指测试用例发现程序错误的能力和效率。
2.2 遗传算法的操作符
遗传算法使用以下操作符[4]:选择(复制)、交叉和变异。
1)选择(复制)
选择就是从一代中选择两个个体进行交叉、变异等重组的过程。有不同的选择个体的方法,比如随机法或者根据它们的适应度函数的值。
2)交叉
交叉操作符作用在个体水平上,在交叉操作前要把个体转化为一个二进制表达形式,即编码的过程。交叉过程中双亲在个体的随机位置交换子串的信息生成新的串,即子代。这个过程的目的就是通过组合双亲的信息创造出更好的个体来。
3)变异
变异操作符修改个体的一个或多个基因值。假如个体是一个二进制串的话,变异就意味着把其中的0变为1。
2.3 遗传算法的应用过程
有了以上三个操作符与适应度函数,那么遗传算法的应用过程可以描述为:
1)创建初始种群。2)为每个种群的个体求它的评估适应度函数f(x)的值。3)使用复制、交叉和变异操作符创建新种群。4)用新种群取代旧种群作为新一代。5)测试问题规范。6)返回第2步。
使用遗传算法我们可以计算出更好的测试用例,可以改善使用大量测试用例运行变异体的困难。因此遗传算法改进了有效测试用例的生成过程,从而减少对变异程序执行测试用例的时间。
3 运用遗传算法生成接口变异
3.1 接口变异概述
接口测试是从构件使用者的角度出发,其目的是评价构件是否能够准确有效地进行交互。它不像传统的变异把变异操作符应用到整个程序中,而是变异构件接口的参数。参数包括函数参数,返回值或全局变量。下面给出了常用的面向对象的变异操作符,如表1。
3.2 遗传算法应用到接口变异过程
在Java RMI中,使用Java来定义接口,而在CORBA和DCOM中使用IDL(接口定义语言)。本文以更具通用性的语言即IDL来描述接口变异。在IDL中[5],一个参数如果是输出参数,可以被声明为out;如果是输入参数,可以定义为in;如果它包含了输入及输出值,则可被声明为inout 。根据遗传算法对接口进行变异的一些策略:
1)参数替换操作符,即in, out, inout中一个被其它某个替换。例如:
原始IDL:Test(in vType v, in xType x)
变异IDL:Test(out vType v, inout xType x)
2)方法调用中的变量交换操作,相同类型的变量可以在方法调用中交换。例如:
原始 IDL:Test(in vType v1, in vType v2)
变异 IDL:Test(in vType v2, in vType v1)
3)参数递增或递减运算符作用在接口传递的变量上,并替换变量x为x+或x-,变量x只是被作为一个参数传递。例如:
原始IDL:Test(in vType var)
变异IDL:Test(in vType var+)
4)把一个固定值赋给参数,例如:
原始IDL:Test(in vType var)
变异IDL:Test(in vType const)
5)使一个对象引用为空。例如:
原始IDL:Test(in vType var)
变异IDL:Test(Null)
6)插入绝对值符号。例如:
原始IDL:Test(vType var)
变异IDL:Test(vType |var|)
3.3 接口变异测试的充分度评价
在IDL中,接口描述不包含任何代码和不被实现的信息,所以变异操作符必须应用到变异实现上去。构件接口描述信息包含了构件内部的方法,签名以及可能会产生的异常。通过分析这些信息,测试人员可以获取一些覆盖域。以下是两个评价接口变异测试充分度准则[6]:
充分性准则AC1:如果方法覆盖率达到100%,说明在测试过程中被测构件的所有方法都被执行了。
充分性准则AC2:如果异常覆盖率达到100%,说明在测试过程中所有定义的异常都被抛出了。
但是方法和异常覆盖准则是繁琐而且不充分的。因为构件内部代码执行将会访问和修改传递到方法和异常的参数。代码根据参数值和类型的不同会有多个执行路径,执行一次就覆盖了一个方法或异常并不能说明所有的路径都会被覆盖。构件里的对象有它们的状态,有必要追踪对象的状态。还要通过不同参数的值来执行方法,这可以通过变异测试来完成。
这些覆盖域是在构件接口水平上说的,是在比传统代码覆盖域更高的层次上,覆盖域的大小也因此缩小,这也提高了充分度的度量能力。
3.4 给出的测试流程图
根据以上对接口变异测试过程的描述,可以给出的测试流程图如图2所示。
4 实例研究
下面用一个EJB构件的接口变异测试过程来验证以上所述的测试策略。实例是一个计算器EJB构件Calculator。其中名为Calculator的接口作为Bean的Remote接口,Remote接口必须继承javax.ejb.EJBObject。在Remote接口中声明其中的四个用于计算的业务方法add、sub、mul、div,即加、减、乘、除方法。类CalculatorBean实现一个无状态的会话Bean.,该类必须实现javax.ejb.SessionBean,并实现接口中声明的加、减、乘、除四个运算方法,并有相应的异常处理方法。
下面是对该构件进行变异测试的过程:
1)获取构件需求规格信息,即构件接口提供的方法参数情况,这是进行构件测试的基础信息。
double add(double v1, double v2)
double sub(double v1, double v2)
double mul(double v1, double v2)
double div(double v1, double v2).
2)根据构件规格信息创建初始测试用例T,即两个为一组的实数对,这里要考虑到常用的数据,临界数据,非法数据等等。
3)对构件接口进行变异,生成的变异体示例如下:
double add(double v1, null)
double add(double v1+1, double |v2|)
double add(string s1, double v2)
…
double sub(double v1+1, double v2-1)
…
double mul(double v1, null)
…
double div(double v1, 0)
如此类推,进行接口变异。
4)部署构件测试环境。这里可以使用远程调用的方式,创建一个客户端构件实例调用构件接口提供的各个方法,运行测试用例T在这些变异的接口方法上,把运行结果与期望值进行比较,相同则变异被杀死,不同则另外设计更充分的测试用例,直到测试方法覆盖度和异常覆盖度达到可以接受的限度。(下转第B001页)
(上接第B001页)
5 结束语
构件测试的难点在于如何在源代码不可得的情况下进行测试。文章以构件的接口描述信息为依据生成原始测试用例,然后运用遗传算法生成接口变异,通过变异测试过程获取充分的测试用例。余下的工作就是在测试环境下运用这些生成的测试用例测试构件了。这篇文章的不足是尚没有找出一种有效的自动化方法运用遗传算法变异接口,以后的研究将向这个方面努力。
参考文献:
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接口测试篇2
（中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710119）
摘要：1553B多路传输数据总线接口模块作为一种通用模块在我国自行研制的机载设备上大量使用，在研究1553B总线接口模块测试技术的理论基础上，主要研究多块1553B总线接口模块的测试设备的设计与实现，为1553B总线接口模块的测试提供技术基础。
关键词 ：1553B总线接口；LBE总线；测试技术；80486CPU
中图分类号：TN915.04?34 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2015）15?0022?03
收稿日期：2015?01?28
0 引言
MIL?STD?1553B 总线是美军为其航空应用定义的串行多路数据总线标准，其数据传输率为1 Mb/s，具有实时性好、抗干扰能力强、冗余备份、易于扩展等优点，是一种确定的、可靠的、命令/响应式数据通信标准。我国于20 世纪90 年代引进和使用该标准。GJB289A?97飞机内部时分制指令/响应型多路传输数据总线，简称GJB289A，是我国制定的与美国1553B相对应的军用航空总线标准，目前该标准已广泛应用在国内机载航空电子系统通信网络中，1553B 总线接口模块（也称MBI模块）作为一种通用模块在我国自行研制的机载设备上大量使用。本文在研究1553B 总线接口模块测试技术的理论基础上，主要研究多块1553B总线接口模块的测试设备的设计与实现。
1 1553B 总线测试设备的设计与实现
1.1 1553B总线概述
1553B总线系统主要包括终端模块、耦合器、电缆、电缆连接器、终端匹配器等，它们通过两根余度电缆连接，最多可挂接32个终端。在总线通信过程中一条总线（A总线）工作，另一条总线（B总线）处于热备份状态；总线耦合有直接耦合与变压器耦合两种方式。
1553B 总线通信系统联接的终端按其作用分为总线控制器（BC）、远程终端（RT）和总线监控器（BM 或MT）。BC是在总线上惟一建立和启动数据传输任务的控制终端；RT 是数据总线上用户子系统的终端，在BC的控制下发送或接收总线数据；总线监控器（BM或MT）监控总线上的信息传输，并能对总线上的数据进行记录和分析，本身不参与总线通信。每个终端被分配了惟一的总线形式，各终端之间信息传输方式有：BC到RT、RT到BC、RT到RT、广播方式和系统控制方式。
机载航电系统分为五层，如图1所示，MBI模块完成较低三层，即传输层、数据链路层和物理层的功能，其中MBI模块硬件完成物理层和数据链路层功能，MBI模块上驻留的通信软件完成传输层功能，较高两层即驱动层和应用层由驻留于子系统主处理机上的驱动软件和应用软件完成。
1.2 1553B总线接口模块测试设备的构成
多1553B 总线接口模块测试系统由测试机箱、1553B测试电缆和宿主机CPU模块、1553B测试板卡构成，如图2所示。宿主机CPU利用机箱母板上的1553B总线网络，对1553B 总线接口模块的接口实现全面、实时地传输和功能测试，在提高测试效率的同时，改善了接口测试的完整性和覆盖率。
宿主机选用标准的80486CPU 处理器模块，80486CPU 模块的总线接口为LBE 总线，1553B 总线接口模块的宿主机总线接口为LBE总线。整个测试设备设计为可以用1 块80486CPU 处理器模块初始化5 块1553B总线接口模块为RT工作模式，宿主机80486CPU模块和1553B 总线接口模块均符合LBE 总线的标准。80486CPU处理器模块提供实时操作系统VxWorks和软件开发环境TORNADO，方便进行测试软件开发和调试。
1.3 1553B总线接口模块工作原理
1553B 总线接口模块按其功能可分为远程终端（RT）和总线控制器（BC）。本文主要研究RT 模式下1553B总线接口模块的测试。
1.3.1 远程终端（RT）和总线控制器（BC）当1553B总线接口模块作为远程终端时，一直监测来自1553B总线上的信息，1553B总线接口模块接收总线控制器的有效指令，并将接收数据按一定顺序要求存放在共享存储器中，供子系统查用。如果子系统有数据需要向总线发出时，系统主机按照规定将自己要求服务的子地址等有关信息写入1553B总线接口模块，当总线控制器检测到远程终端的请求之后，便组织相应的消息传输。
当1553B 总线接口模块作为BC 时，子系统主机根据通信系统要求将指令数据组成的总线表加载到1553B总线接口模块中，1553B总线接口模块根据总线表组织消息传输，并接收来自各RT的状态字。
1.3.2 1553B总线接口模块硬件结构
1553B 总线接口模块包含1553B 总线接口模块硬件和1553B总线接口模块通信软件，1553B总线接口模块硬件组成逻辑框图如图3所示。
1553B总线接口模块硬件主要包括通信控制器、共享存储器、1553B协议处理器、实时时钟、时间间隔计数器（DT）、双通道总线收/发器和隔离变压器、与子系统主机接口控制逻辑、内部控制逻辑和串行口电路。
1.4 宿主机80486CPU模块设计与实现
1553B总线测试设备宿主机设计为80486CPU处理器模块，该模块符合LBE 总线标准，满足测试1553B 总线接口模块硬件时序逻辑。
80486 处理器模块主要实现程序处理、中断响应、数据传输等系统功能，其中80486DX?33 为32 位处理器，负责指令执行、逻辑运算和整数运算等操作，浮点和函数等数值处理；时钟电路产生时钟信号实现系统同步；复位电路产生系统复位信号；看门狗电路监控软件运行轨迹；定时电路实现定时计数功能；中断电路实现中断控制功能；存储器功能模块主要包括flash，RAM和E2PROM，其中FLASH用于存放用户程序，RAM 可用于调试程序和存储变量、工作单元或中间结果，E2PROM用于存放掉电保护的数据；LBE总线接口电路主要负责与LBE总线上的其他模块的连接；时序逻辑和控制逻辑电路主要负责产生模块内部逻辑的时序和控制信号，提供模块内部资源访问就绪应答；多功能接口电路实现了两个串行接口，一个16位的定时/计数器，并且有检测模块内部的某些状态和控制模块内部的某些功能电路的作用，其中串行接口可用于人机对话和联机调试；检测电路提供CPU自检测功能、访问超时检测功能、看门狗故障检测功能和LBE总线测试信号支持等功能。模块结构框图如图4所示。
1.5 符合LBE总线规范的总线设计
该测试设备选用LBE总线作为宿主机和5个1553B总线接口模块的底板总线设计。LBE总线包括系统信号区，用户信号区和测试信号区等。它必须包含1个且仅能包含1个第一主设备，支持最多3个第二主设备，最多可支持8个设备之间的互连，所以该测试设备选用了5 个1553B 的从设备，满足LBE 最多支持8 个设备互联的要求，也保证了总线信号的可靠性。LBE支持的系统结构如图5所示。
1.6 1553B测试卡（PC?MBI模块）的功能实现
多1553B 总线接口模块的测试思想是在同一套系统内，用1块宿主机80486CPU处理器模块同时初始化和启动5块1553B总线接口模块，用单个BC对不同的5个RT 进行分时通信测试，因此，1553B 测试卡选用符合GJB289A 标准的适用于PC 机的PC?MBI模块实现，PC?MBI模块和1553B 总线接口模块的功能和硬件结构基本相同，可以同时支持1个BC对多个RT的分时测试。
1.7 测试设备底板总线的设计实现
为了实现多块同一种1553B 总线接口模块作为同一个宿主机CPU模块的从设备，需要区分MBI模块在主机存储空间的不同地址。1553B 总线接口模块是通过双口存储器实现和宿主机进行数据交换、指令的实现。1553B总线接口模块的双口存储器空间为0xC0000000~0xC0003FFFH，0xC*******H 的高位地址片选信号由80486CPU 模块通过SEL0 给出并连接到MBI模块的大存储器片选CS引脚。MBI模块的宿主机接口部分电路用来译码的LBE总线地址信号A19~A16和MBI模块的大存储器片选CS 来实现0xC0000000~0xC0003FFFH，可以将80486CPU 处理器的A23~A16 与MBI 模块的A19~A16地址信号移位连接，实现1553B总线接口模块占用宿主机80486CPU 不同的存储器空间设计，实现一个CPU 可以同时初始化启动5块MBI模块的设计思想。移位连接地址信号的连接逻辑框图如图6所示。
通过软件编程的方法保证主机板CPU测试程序可以同时初始化和启动5 块MBI模块。多MBI模块和主机的接口地址如下：
1.8 测试软件的实现
1553B 总线接口模块提供驱动软件来实现1553B总线与主机应用软件间的接口控制与数据传递，它可提供各类消息数据的读/写支持；对1553B 总线网络的系统控制；对M1553B总线接口模块程序的调度。
RT的操作状态及转换关系如图7所示。
MBI驱动函数程序设计如下：
initdrv：启动MBI板初始化，并置MBI板于停止状态；
godrv：启动MBI板的工作，从而开始通信；
stopdrv：停止MBI板的工作；
bitdrv：启动MBI板进行自测试，启动自测试之前应先调用stopdrv；
specialdrv：启动MBI板的指定传输程序；
readdrv：从MBI双口存贮器读1553B总线接收的新数据；
writedrv：将发送到1553B总线上的数据写入MBI双口存贮器；
refreshdrv：搜索MBI的数据缓冲区，检查输入消息的更新情况；
setfuncdrv：设置MBI板的工作方式（BC或RT）。
测试设备上的测试软件驻留在宿主机80486CPU的应用FLASH区，测试软件主要调用驱动软件来启动5块1553B总线接口模块同时处于运行状态下，通过PC?MBI模块和5块1553B总线的通信网络来实现测试。
2 结语
本文主要介绍了一种多1553B 总线接口模块测试设备的设计与实现，通过对一个宿主机同时访问多块1553B总线接口模块测试技术的研究和应用，解决了传统的1553B 总线接口模块接口测试方法为宿主机和1553B总线接口模块一对一测试的问题，为1553B总线接口模块的批量生产、调试、试验提供了测试方法和技术。
参考文献
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接口测试篇3
关键词：专项考试；测速；测距；接口软件；设计
1.引言
为进一步贯彻落实“阳光工程”，推进普通高校运动训练、民族传统体育专业单独招生（以下简称“体育单招”）考试制度改革，保证体育单招考试的科学性、规范性和公平性，切实提高体育人才选拔培养质量，服务体育事业可持续发展，在深入调研的基础上，国家体育总局对体育单招考试进行了改革。根据改革方案，研发了一套全国普通高校运动训练、民族传统体育专业网上招生系统。
为了保证体育考试环节更加公平公正，很多院校在进行田径项目考试方面引进了测速、测距仪器，由于选用的测速测距仪器厂家不同，规定的数据格式和数据项目不同，无法和院校体育考试数据库兼容，需要研发一套接口软件进行对接，从而保证体育考试工作的顺利进行。本文针对沈阳体育学院现今采用的测速测距仪器要求的格式进行了接口软件的设计。
2.软件功能设计
2.1导入数据
将报名表拷贝到该文件夹下，将报名表中在测试中需要的字段信息导入进来，生成一个新表文件，并生成测速测距仪器所要求的格式用表。
2.1生成田径考试测试数据
先选择测试项目，再选择测试地点，输入每组人数，然后点击“生成测试分库”按钮，“生成打印总库”按钮要在所有测试项目库生成以后再点击，生成的各分库用于电计时软件使用，生成的田径总库用于打印田径成绩记录单。
3.关键技术和算法
3.1 生成田径考试测试分库的方法
3.1.1概要设计
在功能方面主要是实现不同田径项目按照不同的每组测试人数进行分组分道。具体生成的界面如图1所示。首先要从“请选择测试项目”下拉列表框中选择要生成的测试项目，然后在“请选择测试地点”下拉组合框中选择测试地点，在“请输入每组人数”文本框中输入每组测试人数，然后点击“生成测试分库”按钮，生成所选择项目的测试分库，主要是根据该项目报名人数和事先规定的每组人数分成若干组，生成相应的道次，待所有测试项目都生成结束后，点击“生成田径总库”按钮，生成打印田径成绩记录单用的田径总库。
3.1.2详细设计
“生成测试分库”按钮的点击事件关键代码如下（以男生为例）：
4.结论与应用前景
通过该设计能够将报名库的数据格式和厂家生产的电子测试软件中的数据格式很好的对接，另外能够按照不同的项目各自生成具有组和道的信息，便于实际测试所需。
分组的顺序总体上是分男女，男生在前，女生在后，测试的顺序可以按照物理存放的先后顺序，也可以按照其他序号顺序进行分组和分道，测试的顺序比较灵活。
这套对接软件适用于其它田径考试测速和测距仪器使用，只要修改一下数据项目名称就可以，能够很好的与其它测速测距仪器兼容，能够进行有效地推广，对同类院校体育考试有一定的借鉴意义，应用前景广泛。
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接口测试篇4
1、引言
随着科学技术的进步及数字通信技术的不断发展，用户通信中越来越关注数据通信的安全性保密性。电话作为人们日常生活中的通信工具，除语音通话外，被广泛用来传真、上网及电话会议等，其数据传输的安全性和保密性越来越受到重视。偶尔的一点消息的外漏，都会引发公司巨大的经济损失。
普通电话线路接口为模拟接口，线路测试仪与交换机问的用户线路上传输的是话音模拟信号，频率较低（频率范围大致为300-3400Hz）。然而有些电话线路接口却为数字接口，此类接口虽然也使用普通的电话线，但用户线路上是将高速数字信号通过基带或幅频调制进行传输，频率较高（频率范围大致为16K-250KHz，如某军工用XXX话机）。目前，相关的线路测试设备不断涌现和换代，普通的电话线路测试仪仅适用于对普通电话业务的线路质量进行全程或区域测量，而对于上述数字类的接口线路，目前的普通线路测试仪就不能满足要求。专用的数字接口测试仪体积较大，不适于用户现场使用，而且测试程序繁琐价格昂贵。因此，本文提出了一种既适应模拟用户接口又适应数字用户接口的电话线路测试仪方法。
2、测试仪硬件结构
测试仪由单片机、FPGAI、LCD、时钟芯片、存储器芯片、Modem芯片1、Modem芯片2、保持电路等组成。测试仪采用单片机与FPGA作为其核心控制电路；存储芯片提供实时保存测试数据的功能；时钟芯片为测试仪提供测试时间；液晶显示用于显示测试的信息等；键盘来选择测试项目和查看测试信息等从而实现人机互动；串口芯片可与电脑通过串口线连接，从而把测试数据传送给上位机软件；配置ROM用来配置FPGA～E作；当电话线路接通后保持电路能够保持测试仪连接到电话线路上电话线路保持通路状态。系统的硬件结构如图1所示。
3、测试仪的测试功能
本测试仪能够实现模拟接口和数字接口的电话线路测试。其基本实现原理为Modem芯片1为低速调制解调芯片，主要实现模拟接口的电话线路测试；Modem芯片2为高速调制解调芯片，实现数字接口的电话线路测试。通过键盘选择相应的测试速率，单片机响应键盘操作并发送相应指令到FPGA，FPGA解析接收到的单片机指令通过控制Modem芯片1的工作来测试低速模拟接口线路或控制Modem芯片2来测试高速数字接口线路。
测试仪需要实现的测试功能有幅频衰耗测试、误码测试、相位抖动测试、串扰测试、信令测试和自检。
4、测试仪系统工作简介
测试仪是整个测试系统的核心，测试时测试系统由测试仪主机和测试仪从机两部测试仪配合使用。其测试连接图如图2所示。此种连接方式能够测试的功能有幅频衰减测试、误码测试、相位抖动测试、串扰测试及信令测试。
测试的基本方法为：预先拨号将电话接通，挂断电话（测试仪通过内置保持电路使被测试线路保持通畅），选择需要测试的功能，如幅频衰耗测试、误码测试等并设置其测试参数。此时，测试仪主机发送测试命令，测试仪从机接收测试数据并分析测试结果。每隔1秒，测试仪从机将测试结果发送至测试仪主机，测试完成，测试仪从机发送测试完成命令至测试仪主机。测试结果可以直接通过RS323串口传送到上位机，也可以保存测试结果待测试完成后利用上位机读取测试结果。停止测试，电话线路恢复通话功能。
自检测试为测试电话线路的各个组成部分是否连接正确，是测试仪工作是否正常的自我检测，不需要连接任何设备，工作原理如图3所示。
选择自检测试，并按0K键，单片机发送自检测试命令至FPGA，Flea分别发送命令至Modem芯片1和Modem芯片2，Modem芯片将FPGA发送的命令直接反馈到FPGA，FPGA再将接收到的命令发送至单片机，单片机将自检结果在液晶显示器显示。
为了测试仪使用灵活方便，本测试仪内部集成主、从两套系统，即其既可以当主机使用也可以当从机使用。其主、从模式转换原理图如图
4、所示
如图4所示测试仪初始默认状态为从机，只进行数据的接收与处理，当选择要测试项目并按OK键后，测试仪从默认的从机状态转换为主机状态，测试测试仪开始发送相应的测试数据。T秒后进行的测试项目完成，测试仪自动由主机状态回复到默认的从机状态。
5、测试仪系统测试结果
选择北京地区大兴区与海淀区的电话线，实测该线路的误码率为1.98*10-7，给1200bps、4800bps、9600bps、16Kbps、32Kbps、64Kbps、128Kbps和160Kps共八个频点加突发误码分别为1.O-10-7，1.0*10-6，1.0*10-5时，所得的测试结果如图4。
接口测试篇5
引言
对于含有微处理器的装置来说，调测总是软件和硬件结合的。在产品开发的阶段以排错为主，在产品开发后期以及生产和现场运行阶段，则是以测试为主。不同的阶段，调测的内容、手段和使用的工具不尽相同。
测试接口并不是系统功能的一部分，测试接口设计本身也需要成本。对于小型简单系统来说，没有必要也不允许（成本考虑）设计测试接口；对于复杂系统来说，设计测试接口的花费是值得的。良好的测试接口设计可经缩短产品的开发周期，给产品维护、维修带来便利。
对于嵌入式计算系统来说，测试往往是软件和硬件相结合的，既有借助于“正确”的软件来测试硬件，也有借助于“正确”的硬件来测试软件。由于软件设计人员和硬件设计人员的技术隔膜，二者常常在出现问题后相互指责，难以界定是软件还是硬件问题。对于嵌入式系统的软件设计人员来说，必须对硬件有足够的了解。这一点，和通用计算平台上的软件设计是不同的；反之，硬件人员也必须能够编写一些测试软件，以证明其设计的正确性。
1 开发阶段的调制方法
1.1 RAM版本的目标系统调试
通过ICE（In-Circuit-Emulate）来调试目标板是开发人员最常用的手段。在产品开发初期，由于各种软件和硬件问题很多，通过仿真器并结合逻辑分析仪、示波器等硬件信号测试工具能够很好地发现问题。
在仿真器环境下，通过仿真器的监控软件来控制用户软件的运行，使用断点、单步跟踪和查看变量、CPU寄存器、存储器的数值等手段来查找问题。由于仿真器的软件和硬件需要一定的CPU资源，用户软件在仿真器环境下运行和脱离仿真器后独立运行是有区别的。好的仿真器能够尽量减小这种区别。常见的仿真器从技术上区分有：单CPU仿真器、双CPU仿真器和ROM仿真器。
在仿真器环境下，程序一般是在仿真器的RAM存储器中运行的，所以这种阶段也称为“RAM版本的目标系统调试”。
1.2 ROM版本的目标系统调试
在仿真器环境下，目标板运行调试正确后，一般的做法是将应用程序写入目标板的非易失性存储器中，让目标板单独运行。在很多情况下，目标板系统往往不能运行或者运行结果和仿真器环境下不一致。而没有连接仿真器，无法观察各种软件状态，给分析问题造成一定困难。在目标板上设计指示电路有助于发现问题；在电路板上增加1个LED是最简单也是很有效的方法。对于复杂系统，可以设计1个数码管显示输出接口，或者设计1个调试用串口，将调试信息发送到PC机上显示。
在使用PC机作为显示输出设备时，一般的做法是使用Winodws自带的超级终端软件，无需另外编制程序。和前二种方法相比，该方法的接口信号是双向的，调试者可以通过PC机输入信息到目标板中，设定显示信息的类别。这一点，对于复杂系统的调试是很有价值的，CISCO公司的很多路由器产品就使用这种方法来维护和调试。
2 生产阶段的测试方法
生产阶段的测试只是对硬件电路或者系统进行测试。测试目的是为了对产品或者部件进行分检，找出有缺陷的产品。测试内容包括：
*裸板测试——检查未安装元器件的电路板上的开路和短路缺陷；
*成品生产缺陷分析——检查已安装元器件的电路板上焊点的短路和开路缺陷；
*成品电气性能测试——认证每个单元器件的上电运作；
*产品功能测试——认证电路模块的功能。
生产测试和开发阶段的硬件测试不同，需要测试方法快速、能成批测试，易于在制造生产线上安装。在生产的不同阶段使用的测试工具和技术也不相同。目前常用的测试工具和技术有：人工视觉检查（MVI）、在线测试（ICT）、自动光学测试（AOI）、自动X射线测试（AXI）。其中人工视觉测试（MVI）只能用于小批量试制产品。
在线测试（ICT）是最常用的一种线路板测试方法：使用专门的针床与已焊接好的线路板上的元器件接触，通过针床在线路板上施加微小电压来测试线路通断、元件是否正确安装。由于需要为特定电路板设计专用夹具，适合于单一品种民用型家电线路板极大规模生产的测试；缺点是在高密度的SMT线路板测试困难。目前的替代解决办法是使用光学方法测试（如AOI，AXI），或者使用边界扫描技术（即基于IEEE1394标准的JTAG测试接口）测试。后者需要IC或者线路板支持此技术。
功能测试是生产过程的最后阶段使用，测试线路板或者系统的功能指标，一般的功能测试需要设计专用测试设备和测试软件。
3 现场测试技术
现场测试分为三种情况：一种是在线测试，测试设备不停止运行；一种是停机测试，被测试设备停止运行；第三种为脱机测试，将被测部件从运行现场取出，放到专用的测试装备上进行测试。从测试技术角度上说，后二者更容易进行各种测试；对于复杂系统来说，往往故障和问题需要在设备运行时才能发现和定位，必须进行在线测试。究竟采取哪种方式进行现场测试，取决于故障状况和实际应用是否允许立即停机。
开发阶段产品和成熟产品的现场测试要求也不同：前者测试目的主要是发现设计中的问题，由产品开发人员进行；后者侧重于发现使用中的问题和失效的部件，目的是更换部件，由产品使用人员进行。（但测试方法和步骤也有可能是设计人员制定的。）
现场测试和试验室测试的最大区别就是测试设备难以安装和连接：线路板封闭在机箱中，测试信号线很难引入，即使设备外壳上留有测试插座，测试信号线也需要很长，传统的在线仿真器在现场测试中无法使用。另一方面，现场往往没有实验室里的各种测试仪器和设备，因此，必须有更好的方法和手段来完成测试。
嵌入式处理器中目前有很多芯片具有类似Motorola公司683XX系列处理器的BDM调试接口（详见第5部分）。这种接口是串行的，处理器内部固化了调试微码，为现场测试 带来了方便。对于不具备这种接口的嵌入式计算系统，在系统设计时将关键信号点引出到一个测试接口插座上，通过该插座可输入测试激励信号和观察输出信号；对于软件测试，可使用前文中所述的ROM板测试方法，外接显示部件来观察程序运行情况。
软件现场调试的另外一个要求是程序应能够现场下载，以便在发现问题后能够修改软件。现场在线下载程序的方法有两种：一种是使用具有ISP功能的处理（如Philips公司的P89C51RD系列MCU等），另一种方案是将软件设计成两部分，一部分是应用功能软件，另一部分是完成前者下载到系统中的下载通信软件。无论哪种方法，下载的主机均是PC机。如果需要达到远程调试和下载的目的，则要使用后一种方案。例如，在Echelon公司的Lonwork现场总线产品中，每个节点中的程序均可以通过网络下载，这种功能为多节点网络系统的现场调试带来了极大方便。
4 可测试性设计
在产品开发初期，产品测试的目的是验证
产品设计的正确性，而可测试性部件的存在则能加快测试速度，缩短产品开发周期；在生产阶段，通过测试来剔除有缺陷的产品和部件；在使用阶段，测试则用于故障定位，找出失效的部件并更换或者维修。可见，产品的测试在产品生命周期各阶段均有十分重要的作用。可测试性设计应该在产品设计初期就加以考虑，结合测试在不同阶段的作用来设计测试模块和接口。产品的可测试性设计要考虑的问题有：测试的目的、测试部件的位置、测试部件的基本要素、内置测试部件与外部测试设备仪器之间的电气和机械连接，添加测试部件对被测模块功能和性能的影响、测试部件的成本以及何时使用测试功能等。
如前所述，测试在产品不同阶段是有差别的。在产品开发阶段，很多参数需要定量和详细地进行测试，以验证产品在各种不同情况下是否能正常工作；测试参数，测试点较多，可以方便地连接各种外部测试仪器，也不需要考虑添加测试部件所带来的附加成本。在产品生产和使用阶段，测试的节点和参数数量也相对减少，测试一般是定性的，无需借助于外部设备的自测试，成本因素也必须考虑。
测试部件一般位于被测部件的接口和边界位置上，如图上所示，用于产品控制被测部件的激励信号和采样被测部件的输出信号。测试部件一般由测试信号源、信号传输通道、测试观察装置等组成。测试部件可以完全包含在被测部件中，也可部分位于外部（如外接信号源和示波器等）。对于自动测试，测试部件还包括被测部件的预期输出存储部件比较部分。
在一个系统中，如何划分模块，确定测试位置（即模块的边界）是关系到可测试性设计是否合理的首要问题。模块间最小相关原则和模块内最小相似原则是两个重要依据：前者保证测试可以独立进行，不需要很多其它模块的配合；后者可以使测试能正确反映被测模块的大部分工况，不至于漏测很多工作状态。
很多情况下，从被测模块的边界直接引出信号有困难，测试信号需要经过其它模块引入到被测模块上。如果作为信号路径的模块对信号特征没有改变，则称这种测试路径是透明的，路径模块必须能在旁路模式和正常工作模式之间切换，实现起来有局限性。对于硬件来说，最简单的透明路径是使用跳线。
对于简单嵌入式系统来说，测试一般包括上电自测试和人为测试。后者在故障出现时进行。对于复杂系统来说，还包括定时自动测试，比如在大型程控交换机和飞机机载电子设备的运行过程中，均定时进行自检。
可测试性设计还应考虑测试功能所使用对象的不同。产品设计人员、产品使用人员和产品维护人员对测试内容的要求是同的，需要进行分层次的可测试性设计。
对于硬件和系统的可测试性设计已有IEEE1149.1/4/5等标准可以借鉴，对于单纯的软件测试，目前尚无具体和统一的标准，只有诸如代码格式分析、白盒测试、黑盒测试、覆盖测试等测试方法。软件测试的途径有两个。一是在源代码中增加大量测试代码，使用条件编译指令来控制形成调试、测试和最终等不同版本。调测版本的代码规模要比最终的版本大很多，在问题解决后，一般将临时性测试代码通过编译开关屏蔽。另外一个软件测试途径是使用专用的测试软件（如法国Telelogic公司的LOGISCOPE测试工具），这些测试软件能完成诸如覆盖测试、代码格式分析等功能，但均是针对特定的语言和操作系统环境，使用上一些限制。
还需要说明的就是“可观测”设计的概念。可观测性和可测试性不同，不需要加入激励信号，只观察系统运行中某些内部状态，比如软件中某个重要变量的数值变化，硬件电路中某个IC引脚的信号电平等。在设计中，应该保留这些观察接口，以便需要时用它来判断和分析系统的问题。一个可测试的系统，一定是可观测的，反之则不然。设计可测试性系统的目的是为了以后修改和改进设计，而使系统具有可观测性则是为了维护系统，判断哪个是出故障的部件，以便更换。可测试性设计一般用于新产品，而可观测性设计用于成熟产品。当然，在结构、安装条件和成本允许的情况下，成熟产品也应具有可测试性。实际上，由于处理器技术和芯片的日新月异，已经不存在真正意义上的成熟产品了。
在一类产品中的可测试性设计应该具有一致性，例如，用红色LED表示电源状态，所有电路板均应采用红色LED，点亮的频率也应该一致。作为企业，应制定相关的测试接口标准，并且这些标准应符合行业习惯或者行业标准。
5 测试和调试接口标准
测试和调试接口标准：JTAG和BDM。
5.1 背景调试模式
在使用传统的ICE来调试时，使用ICE中的CPU来取代目标板中的CPU，目标板和ICE之间使用多芯扁平电缆来连接，而ICE在使用时一般还需要缩主机（一般来PC）来连接。
在一些高端微处理器内部已经包含了用于调试的微码，调试时仿真器软件和目标板上的CPU的调试微码通信，目标板 上的CPU无需取出。由于软件调试指令无需经过一段扁平电缆来控制目标板，避免了高频操作限制、交流和直流的不匹配以及调试线缆的电阻影响等问题。这种调试模式在Motorola公司产品68300系列中被称为背景调试模式BDM（Background Debug Mode）。在仿真器和目标之间使用8芯（或者10芯）的BDM接口来连接，其他公司的嵌入式处理器也有类似功能，不过叫法不同，例如AMD公司在其X86微处理器上提供“AMDebug”的调试接口。
实际上，BDM相当于将ICE仿真器软件和硬件内置在处理器，这使得我们直接使用PC机的并口来调试软件，不再需要ICE硬件，大大节约了汽油发成本。一些调试器供应商也提供这种软件产品（如XRAY）。对于用户来说，为了调试一些特定问题，可以直接使用BDM命令来调试目标系统，以弥补商业调试软件的不足。
BDM接口有8根信号线，也有为10根信号线的，如图2所示。调试软件通过4脚使CPU进入背景调试模式，调试命令的串行信号则8通过脚输入,同时4脚输入信号步时钟，而CPU中的微码在执行命令后会在10脚输出调试结果指示信号。可见，BDM接口引线由并口和PC机相连，调试命令则是通过串行方式输入的。
目前在CPU内置的调试接口和微码方面，各厂家尚无统一标准。处理器厂家、工具开发公司和仪器制造商曾于1998年组成了Nexus 5001 Forum(Nexus 5001论坛)，成员包括Motorola、Infineon Technologies、日立、ETAS和惠普公司等，正致力于制定一个统一的片上通用调试接口。这方面的进一步情况可查阅/网站。
5.2 边界扫描测试技术和JTAG接口
边界扫描测试技术（Boundary-Scan Test Architecture）属于一种可测试性设计。其基本思想是在芯片引脚和芯片内部逻辑之间（即芯片边界位置）增加串行连接的边界扫描测试单元，实现对芯片引脚状态的设定和读取，使芯片引脚状态具有可控性和可观测性。
边界扫描测试技术最初由各大半导体公司（Philips、IBM、Intel等）成立的联全测试行动小组JTAG（Join Test Action Group）于1988年提出，1990年被IEEE规定为电子产品可测试性设计的标准（IEEE1149.1/2/3）。目前，该标准已被一些大规模集成电路所采用（如DSP、CPU、FPGA等），而访问边界扫描测试电路的接口信号定义标准被称为JTAG接口，很多嵌入式处理器内置了这种测试接口。在Cygnal公司的C8051F000系列
单片机中和一些FPGA芯片中，JTAG接口不仅能用于测试，也是器件的编程接口。IEEE1149.1标准支持以下3种测试功能：
*内部测试——IC内部的逻辑测试；
*外部测试——IC间相互连接的测试；
*取样测试——IC正常运行时的数据取样测试。
图3给出了具有2个芯片的系统的边界扫描测试原理。
图3中，TCK为测试同步时钟输入，TMS为测试模式选中输入，TDI为测试数据输入，TDO为测试数据输出，由测试移位寄存器产品。图3中的小方框表示位于芯片的边界扫描测试逻辑单元，芯片每个引脚信号经过边界扫描单元和内部的功能单元相连接。
接口测试篇6
1半电波暗室介绍
产品的电磁兼容性测试主要考察两个方面的内容,一是产品在正常工作时对外产生的电磁骚扰,即EMI特性;二是产品在正常工作时对外来电磁骚扰的抗干扰能力,即EMS特性。在EMI测试里除了传导测试外,还需要测试空间辐射电磁波,后者对于测试场地的要求非常严格。最理想的电磁兼容测试场地是开阔试验场(Open Area Test Site),其基本结构是一个周围空旷,无反射物体,地面平坦且导电率均匀的金属接地表面。开阔试验场一般设计为椭圆形,被测物体和测试天线分别位于椭圆的两个焦点上,椭圆的长轴为焦距的2倍,短轴为焦距的倍,如图1所示。
为使被测产品的发射骚扰能从环境噪声中区分出来,标准规定,在EUT断电和所有辅助设备通电情况下测得的电磁环境电平应至少比标准规定的限值低6dB。然而,在当今复杂的电磁环境中,每个角落都充斥着各类电磁波,很难找到一片“电磁净土”。因此,目前最实用的方法是建造半电波暗室来替代开阔试验场进行电磁兼容试验。
半电波暗室的基本结构是在屏蔽室内部的四面墙上及顶部安装吸波材料,地面铺设金属板作为反射面,模拟电磁波在开阔试验场中的传播形式。对应不同的测试距离,半电波暗室主要分为3米法、5米法、10米法和30米法半电波暗室。
2半电波暗室的布局
电磁兼容测试一般分为骚扰测试和抗扰度测试两大类。骚扰测试又分为传导骚扰测试和辐射骚扰测试,抗扰度测试也分为传导抗扰度测试和辐射抗扰度测试。一般来讲,传导骚扰在传导测试屏蔽室内完成,辐射骚扰和辐射抗扰度测试在半电波暗室内完成。由于民标抗扰度测试标准对于环境电磁波要求不严,因此,从建造成本考虑,民标抗扰度测试可以在屏蔽室外完成。
完整的电磁兼容实验室主要由半电波暗室、控制室、功放室、传导测试屏蔽室及抗扰度测试室组成,其中半电波暗室、控制室、功放室为一个整体测试区域,主要用于辐射骚扰测试和辐射抗扰度测试,如图2所示。
310米法半电波暗室的建造
3.1 暗室方案的选择
建造电磁兼容半电波暗室是一项系统而复杂的工程,需要考虑使用者的测试类型、主要被测产品、测试等级等要求。常用的半电波暗室有3米法、5米法、10米法和30米法等几种。不同种半电波暗室在造价和运行成本相差甚远,尺寸越大,暗室造价和运行成本越昂贵。
实验室方案的确定需结合自身的具体情况来选择合适的实验室方案。需要考虑的主要问题概括为:一是实验室的测试频率范围,是用作军标测试还是用作民标测试,军标测试一般频率达到40GHz,而民标测试一般为30MHz～18GHz;二是实验室的用途,是用作诊断测试用还是第三方认证测试用,诊断测试用的暗室可以配置简单、实用为原则,而第三方认证测试用暗室须严格按照国际国内相关标准完成;三是实验室的投资预算成本,根据自身的投资预算选择实验室方案,实验室越大,建造费用越高。
3.2 暗室尺寸及结构组成
暗室的尺寸越大,造价越昂贵。对于标准3米法半电波暗室来说,暗室内空间尺寸要求一般为9m×6m×6m,对于标准10米法半电波暗室来说,暗室内空间尺寸要求一般为20m×12m×8m。如果采用足够好的吸波材料和技术手段,暗室的尺寸可适当减小。
暗室由外到内,一般由包含钢支撑架构、屏蔽体钢板、电源和信号滤波器、空调通风波导(分进风波导和出风波导)、屏蔽门、铁氧体片、尖劈吸波材料、照明灯具、墙面接口板、地面接口板、高架地板、转台、天线塔、控制器、监控系统、烟雾报警器、接地系统和配电系统等部分。
3.2.1 屏蔽门
屏蔽门是暗室的重要组成部分,也是暗室屏蔽效能最容易出现问题的地方。为达到暗室的整体屏蔽效能,屏蔽门通常采用双簧双刀结构。屏蔽门尺寸通常依被测物体的尺寸而定。3米法电波暗室主要用于测试尺寸较小的被测产品,一般只需配一个屏蔽门即可。10米法电波暗室常用于大尺寸被测产品,因此,通常配备两个屏蔽门,其中一个尺寸较大,用于大被测件进出暗室;另一个尺寸较小,方便人和小被测件的进出。
所有屏蔽门均应带有功放互锁装置,当门打开时,自动切断测试功率放大器,以保证测试人员的人身安全。
3.2.2 接口板
暗室接口板包含墙面接口板(AP)和地面接口板(CP)。墙面接口板用于暗室内部与控制室、功放室等外部区域的电源线、信号线及控制线的连接。地面接口板用于暗室内部测试设备和被测产品的供电、供气、信号线、控制线等的连接。
墙面接口板和地面接口板的接口类型、数目均需要结合测试设备和被测产品而定。墙面接口板常用的接口类型有N型接口、BNC型接口、FMSA型接口、SMA接口、光纤通道、波导管、电话线、控制线、气管接口等。地面接口板因布置位置不同使用功能有所不同,接口类型也大不相同。通常在转台中心位置的接口板主要功能是为保证被测产品正常工作,因此其接口板类型主要是供电、信号线、控制线等接口。位于3米、10米测量位置的接口板主要功能是为测试设备(如天线塔、天线等)服务,因此其接口类型主要包含电源接口、N型接口、BNC型接口、FMSA型接口、SMA接口、光纤通道、气管接口等。具体类型和数目应根据测试项目而定。
墙面接口板和地面接口板的布局位置和数目应根据实验室布局和功能而定。通常暗室与控制室、功放室、外部区域之间,控制室与功放室之间分别需要安装一个墙面接口板。地面接口的布局位置应根据室内测试功能来定,通常转台中心、距离转台中心1米、3米、10米等位置分别需要布置地面接口板。
如果有特殊测量要求,还需与暗室供应商协商在特定位置增加特殊的接口板,如本单位用于加油机电磁兼容测试需要增加输油接口板。此外,还需要考虑今后实验室升级的需求,预留一定的接口类型和接口数目。
3.2.3 滤波器
滤波器的作用是阻止暗室外部的干扰信号通过电源线、信号线或控制线进入暗室,影响测试结果。暗室滤波器包含电源滤波器、控制线和信号线滤波器。电源滤波器安装在室外电源线进口处,所有滤波器均需要接地,且距离接地点越近越好。考虑电源线的插入损耗,一般要求10kHz～14kHz的插入损耗80dB,14kHz以上插入损耗100dB。对于不同功率、电压和不同类型的电源应该选用不同型号的电源滤波器。
信号线和控制线滤波器包括两线电话线滤波器、ISDN信号滤波器、LAN以太网光电转换器、RS422光电转换器、RS232光电转换器等几种类型。
3.2.4 照明
普通的照明灯具可能会带来电磁骚扰,暗室照明一般采用骚扰较小的白炽灯或卤素灯,但是白炽灯和卤素灯的发热量大,因此照明灯具应安装在出风波导窗下,便于及时带走灯具产生的热量,延长灯具的使用寿命。
由于暗室高度较高,灯具应配备升降系统,可将灯具降至地面1.5m高度,以便于今后灯具的维护。
3.2.5 监视系统
为保护人身安全和防止人对测试结果的影响,测试过程中所有人应该在暗室外,因此暗室内需要配备摄像监视系统,以观察室内的测试情况。监视系统的骚扰水平应保持在一定的限值以下,以防干扰正常测试。此外,监视系统还需具备一定的抗干扰能力,以保证在辐射抗扰度测试时能正常工作。
3.2.6 铁氧体及吸波材料
为了保证暗室的低频和高频都具有较好的性能,暗室一般采用铁氧体和尖劈吸波材料配合使用的设计方案。铁氧体具有较好的低频吸收特性,而尖劈型吸波材料则对高频电磁波吸收效果好。吸波材料应具有阻燃性能、且可承受持续高场强辐射。其吸收电磁波性能和外形结构均应保持稳定。
3.2.7 配电系统
暗室的配电系统需要为暗室设备、测试设备、被测产品供电,其用电类型较为复杂。在考虑配电系统时,需要综合考虑各类型设备的用电需求,尤其是被测产品的用电需求。对于第三方认证实验室,由于很多被测产品出口到不同国家和地区,因此需要考虑不同的用电电压和频率要求。对于特殊被测件,如医疗射频设备的用电电流通常达到100A以上,因此在购买配电设备时需要考虑其电流承载要求。
此外,由于电磁兼容测试设备均为高精密仪器,对于电压的稳定性要求较高,因此,配电系统中需要配置稳压电源设备。
3.2.8 接地
电磁兼容实验室不管是暗室、屏蔽室、测试设备还是用于抗扰度测试的接地参考平面,都对接地系统有严格的要求。通常实验室要求有独立的接地点,且接地电阻应＜1Ω。为防止雷击损坏测试设备,设备接地点不得与建筑物接地点共用。
3.3 基建要求
电磁兼容实验室基础建筑是实验室建造的前提条件。在建造暗室前必须预先按照暗室的设计要求建好基础建筑,包括实验室的占地面积、室内地面承重、室内地面的平整度及必要的供水、供电、排水等方面。
由于实验室造价昂贵,且搬运成本高,实验室的选址应该立足长远,选择在周围无泥石流、山体滑坡、洪涝等自然灾害的地方,且实验室不宜随意搬迁。占地面积根据暗室尺寸而定,一般在暗室屏蔽墙体与基建墙体预留1～1.5米供暗室的空调管道及维护通道用。地面承重主要是指暗室的屏蔽体钢板、钢结构支架等重量,需要根据暗室施工方提出的承载要求做好地面承重处理。由于暗室在地面上会铺屏蔽钢板,因此要求地面平整度要求较高,一般在几米范围内,高度差不大于几个毫米。另外,还必须有效解决暗室区域的防潮、排水等问题。
此外,在基建的图纸设计确认及施工过程中,用户、土建施工方及暗室供应方三方应多加沟通,以保证基建能更好地满足暗室建造的需要。
4结语
10米法电波暗室的建造是一项系统而复杂的工程,整个建造过程主要涉及土建部分和暗室本身两部分。土建部分需要按照暗室的设计方案确定土建的施工方案,如尺寸要求、承重要求、防水、供电、空调、接地等方面。暗室本身部分需要依据自身的测试要求,对比各暗室供应商的投标文件中的技术要求选择合适的暗室供应商。确定暗室供应商后,应与其充分沟通以确定暗室的整体方案,如暗室各功能区的布局、暗室各组成结构的分布、是否需要针对特殊产品增加特殊配置等。
值得一提的是,在暗室方案的讨论过程中,用户应该协调土建方和暗室供应方多加沟通,以保证土建工程能更好的满足暗室的设计要求。此外,在基础建筑的施工和暗室的安装阶段,也需要现场监督好土建方和暗室供应方分别按照相关技术要求规范施工,以保证整个工程能顺利完成。
参考文献
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接口测试篇7
博世公司推出了一款紧凑型喷油器实验台EPS200，可依照测试规范对乘用车和商用车共轨喷油器(CRI／CRIN)和喷油器支架总成和整体式喷油器(DHK／UI)进行怠速、全负荷和预喷射工况的喷油量及回油量检测。本刊测评组近期对该设备进行了一次专业测评，希望能使读者对喷油器检测设备及其检测方法有个全面的了解。
1.设备组成
博世EPS200的外部结构如图1和图2所示，其中检测用部件主要包括连接器面板、PC接口、洗涤排油口、洗涤排放口、内置抽吸装置的抽吸调节器、喷射腔、CRI／CRIN和DHK／UI连接适配器、测试软管、连接共轨喷油器的适配器导线、放油软管以及泄漏测试密封塞和保护罩。
(1)连接器面板
连接器面板各插接器的作用如图3所示。
(2)PC连接口
PC连接口用于连接计算机的外部设备。
(3)洗涤排放口
为了避免喷油器在清洗过程中进入非常脏的物质，用于清洗的试验油可以通过洗涤排放口放出。在清洗喷油器时，在洗涤排放口下放置一个容器，旋转洗涤排油口使其出口向下，此时被污染的测试油将不再回流到测试油箱中，而从排油口排出(图4)。
(4)内置抽吸装置调节器
内置抽吸装置能够在测试喷油器时自动抽吸测试过程中产生的油雾。该装置需要以压缩空气作为动力，压缩空气的接口在EPS200的背面。抽吸的气力程度可通过抽吸调节器进行调节(图5)。
(5)喷射腔
喷射腔通过锁紧环与喷油器连接。测试期间，喷油器将测试油喷射到喷射腔中，然后通过软管输送到EPS200中进行测量。
(6)CRI／CRIN和DHK／UI连接适配器
连接适配器用于喷油器与EPS200中测试油高压连接管路之间的连接。
(7)测试软管
测试软管有2根，型号分别为1680712308和1680712287。其中软管1680712308用于将喷油器喷射在喷射腔内的测试油输送到EPS200中进行测量；软管1680712287作为喷油器的回油管与EPS200内部连接(适用于共轨喷油器)。
(8)连接共轨喷油器的适配器导线
适配器导线有2种型号(1684465574和1684465575)，主要用于共轨喷油器与EPS200之间电源和控制信号连接，实现通过EPS200驱动喷油器。
(9)放油软管
放油软管用于连接EPS200上的测试油箱快速接头(拆开机身侧面外壳可见)，将油箱中的测试油释放。
(10)泄漏测试密封塞
泄漏测试密封塞用于执行日常的泄漏测试。
(11)保护罩
DHK／UI或CRI／CRIN的所有测试中，必须关闭保护罩。如果在测试期间保护罩被打开，测试将立即中断并需要重新开始。
2.设备测试
博世EPS200的主要功能包括：通过夹具可以检测泵喷嘴、单弹簧慑弹簧喷油器总成、带有针阀升程传感器的喷油器、台阶式喷油器以及电磁阀控制式共轨喷油器(包括非博世品牌)。本次主要对EPS200的共轨喷油器检测功能进行了测试。
(1)测试前的准备工作
开启博世EPS200前部的主开关(图6)，Windows操作系统启动，随后EPS200的软件系统将自动启动。系统既可通过鼠标亦可通过触摸显示屏进行操作，设备自带的触摸笔可实现鼠标的功能。此外，ESP200还具有屏幕键盘的功能。
进行喷油器测试前，首先要进行测试油油量的检查，确认油量是否符合要求。EPS200在机身前部设有一个测试油油位指示窗口(图7)，可以很直观地反映测试油箱中的实际油量。按照厂家建议，应对设备进行日常的泄漏测试，泄漏测试通过测试软件界面的“售后服务”菜单下的“设备诊断”功能启动。在对喷油器进行检测前，为了避免污染测试油，应对待测喷油器的每个元件进行清洗，禁止对损坏的、脏污的和腐蚀严重的喷油器进行测试。
(2)共轨喷油器(CRI／CRlN)测试步骤
①硬件连接
共轨喷油器测试的连接方法如图8所示。
a.清洗共轨喷油器。
b，用加紧支架将共轨喷油器固定(在完成气密性测试前，不安装喷射腔)。
c，使用连接适配器将高压油轨与喷油器的对应位置相连接。
d，使用适配器导线将共轨喷油器与EPS200的电子连接插座相连接。
e，使用测试软管1680712287连接共轨喷油器的回油口和EPS200的共轨喷油器(回流)检测接口。
t盖上保护罩后，即可通过EPS200的软件系统执行畹由器的检测了。
②软件操作
博世EPS200的所有检测功能均通过软件系统进行控制。正确连接硬件后，进入检测软件主界面(图9)，选择“检测”菜单下的“共轨喷油器(CRl／CRlN)”选项，即进入测试界面。此时，需要输入待测元件的测试规范，系统将根据测试规范进行正确的检测(图10)。通过点击操作界面下方的载入键或按下F3键，可以打开“查找筛选器”，根据待测元件的零件号等信息，从中选择与其相匹配的数据载入。
正确载入测试规范后，点击继续按钮或按下F12即进入测试步骤。系统提示第1步进行气密性测试，并要求移去喷射腔(图11)。确认未安装喷射腔后，即可点击开始按键或按下F10开始执行检测。
测试开始后，EPS200共轨系统首先需要一定时间建立压力，当压力值达到目标压力后，随即开始规定时间的测量，并进行倒计时(压力值和测量时间来自载入测试规范)。测量期间，操作人员可通过观察喷油器的喷嘴来检查气密性，如果存在泄漏，可看到测试油渗出(图12)。倒计时结束后，检测完毕，系统提示对测量结果进行评价，操作人员可根据观察结果和系统显示的回流量来判断气密性好坏。系统界面左侧显示本次测试的额定值，右侧实时显示实测值及其柱状图，测试结果正常，右侧柱状图显示绿色，反之为红色。
对测试结果进行评价后，随即将自动进入检测步骤的第2步。此时，系统提示将喷射腔安装在待测元件上。将喷射腔安装在喷油器上(图13)，使用测试软管1680712308分别连接喷射腔的快速接头和连接器面板的冲洗／检测接头(图14)，然后盖上保护罩，即可继续执行检测。
接下来的检测是连续进行的，分别进行全负荷(VL)、怠速(LL)和预喷射(VE)检测，模拟以上不同工况的工作状态，对喷油量和回流量进行规定时间的测量。测量过程中不需要人工干预，每一步的额定值和实测值实时显示，各工况检测结束后可生成测试报告并创建记录，测试结果一目了然(图15)。
就本次测试来看。整个测试过程一气呵成，可在短时间内通过自动测试步骤确定被测试的部件是否适合进一步使用。并且每一步都有操作提示，还具有详细的帮助功能，使得操作人员上手很容易。即使对于从未接触过该设备的本刊测评人员，也可以根据提示顺利完成测试软件全部的操作。检测软件集成测试规范和客户数据库，测试时可直接载入数据库中的测试规范，节省时间：在测试前选择客户，可在完成测试后将自动添加客户信息到测试记录中。
博世EPS200结构十分紧凑，对空间要求较低，因此适用于各种规模的维修企业。可能也正是为了节省空间，该设备未设放置外接鼠标和键盘的托板，这给采用这些外接设备进行操作带来些许不便，不过通过触摸屏即可以进行便捷的操作，完成整个测试过程，同时系统也集成了屏幕键盘，从而弥补了上述不便。
接口测试篇8
关键词：试验接线；断路器；回路电阻；电容量；介损；探索与实践
中图分类号：TM561文献标识码： A 文章编号：
前言
在电力系统中断路器是重要的电气设备，起着切断或关合电流的作用。为了判断运行中断路器的健康状态，需要对断路器定期开展高压试验测试，其试验结果是设备维护决策的重要依据。当测试结果异常时，一般应查明引起异常的原因，在排除由试验方式原因引起后，可怀疑设备存在问题，应对被试设备进一步检查。
在试验结果异常时，试验接线的影响是不可忽视的一个重要因素。根据测试经验，试验接线对高压试验结果的影响较大，失真的试验结果给判断一次设备的真实状态带来障碍甚至是误判。断路器回路电阻测试和断口并联电容器的电容量/介损(Cx/tanδ)测试均是预试规程中规定的试验项目[1]。在断路器回路电阻测试中，试验接线接触不良或断线将会使试验无法正常进行；在断路器断口并联电容器测试中，试验接线的接触不良将会造成测试结果的严重失真，容易造成误判。本文将以断路器回路电阻测试和断口并联电容的电容量介损(Cx/tanδ)测试项目为例来说明接线的重要性。
1回路电阻测试
断路器回路电阻测试目的主要是判断动、静触头是否接触良好，避免在运行中断路器异常发热而造成事故。断路器导电回路的测试方法采用直流压降法，要求测试电流不小于100A，目的为了是消除断路器动、静触头间氧化膜的影响，因氧化膜在大电流下很容易击穿从而可减小测量误差。因断路器回路电阻为μ级，为了避免导线电阻和接触电阻对测试结果的影响，在回路电阻测试中采用电流线(图1中C1、C2)与电压线(图1中P1、P2)分开的接线，电压线布置在电流线的内侧方式，即四端法。测试时，对被试品施加恒定的直流电流，测试此时的被试品两端的电压，通过了计算即可得到被试品的电阻值，即为回路电阻值。
图1回路电阻测试
在断路器回路电阻测试中，试验人员接线完毕并检查无误后方可开始测试；在测试中可能会出现线路开路、阻值为零和阻值偏大情况。下面以500kV断路器回路电阻测试为例对测试及分析过程进行介绍。
1.1线路开路情况
当测试仪器显示线路开路时，试验人员在地面观察500kV断路器上的接线确实已经接好，检查断路器确实在合位，于是怀疑测试仪器有问题。试验人员用回路电阻测试仪自带的校验电阻进行检查，检验发现测试仪器可以正确检测出电阻值，说明测试仪器是完好的。
至此只有导线尚未进行排查。随后，试验人员用万用表对断路器的试验接线进行了检查。检查发现C1与P1、C2与P2是连通的，说明电流线和电压线不存在断线情况；但在测试C1与C2间的电阻值时发现其电阻值约16Ω，判断原因为断路器上试验接线未接触好，分析原因为断路器引流线上的金属氧化膜所致。重新夹接电流钳后，测试结果正常。
通过了分析，此次线路开路的原因为被测电阻超过回路电阻测试仪测试量程所致，即仪器的输出容量不能满足大电阻测试要求，电流施加不上去所致。该回路电阻测试仪的量程为0～10mΩ。
1.2阻值异常
断路器回路电阻阻值异常情况可分为阻值为零和阻值偏大两种情况。
在断路器回路电阻测试中，当测试仪器显示被测回路电阻值为0时，对测试线进行检查发现电压测试线回路不通。经分析，对于断路器回路电阻值为0的情况，其原因为断路器测试中电压线未得到电压信号。此情况可分为两种情况，一种情况为由于断路器涂漆等原因使接触不好，改换线夹搭接位置后，测试可恢复正常；另一种情况为导线断线所致，例如，试验人员在检查中用万用表测量发现一侧的电流与电压引线之间不通，动过线夹后，仍不通，可判断是由于电压线断线引起的。经更换测试线后，测试可恢复正常。
对于敞开式断路器回路电阻值，规程要求其不大于制造厂规定值的120%。当测试数值超过此范围时，应排除接线的影响，可通过变换电压线接线位置尽量减小断路器外部出线电阻的影响，并可通过断路器多次合分减小断路器触头氧化膜电阻的影响；有条件时，可采用大电流进行复测。
1.3理论分析
因断路器回路电阻测试为直流压降法测试，其电阻计算公式为R=U/I。当电流为0时，表示导线断线或电阻过大，此时仪器输出电流施加不上去，而根据计算公式电阻计算值为无限大，仪器将提示线路开路。当电压为0时，则根据计算公式电阻计算值为0，此时则表示电压线未得到电压信号，可能为电压线夹接触不良或电压线断线。当电压线P1、P2间包括过多的断路器外部引线或出线排电阻时，电阻测试值将增大，因此测试时应尽量缩小P1与P2间包含的断路器外部引线电阻的范围。
2断口并联电容的电容量介损测试
被测试的500kV瓷柱式断路器为两断口结构，每一断口各有1只断口并联电容，断口并联电容的作用是在断路器操作时均匀断口间的电压分布。按规程要求，预试时需要测试电容量/介损(Cx/tanδ)。电容的电容量主要与电容的结构尺寸和极板间绝缘介质的介电常数有关。绝缘介质的介质损耗由介质在电场作用下的电导、极化和局部放电而产生的损耗组成，通常以介质损耗角正切值(tanδ)的大小作为一个指标来判断介质绝缘性能的好坏。在一定的电压和频率下，tanδ与绝缘介质的形状、大小无关，只与介质的固有特性有关。tanδ可以有效地发现绝缘受潮、穿透性导电通道、绝缘内含气泡的游离、绝缘分层和脱壳以及绝缘有脏污或劣化等缺陷[2]。
2.1试验现象
在某站500kV瓷柱式断路器断口并联电容器测试中，发现该断路器A相介损测试异常。数据如表1所示。电容量/介损(Cx/tanδ)测试方法为正接法。
表1断路器Cx/tanδ测试数据
表1中C测试和tanδ测试为本次测试值，C交接和tanδ交接为交接试验时测试值。从测试数据分析，断口并联电容器的电容值和介损值较交接时的测试值均有很大的偏差。该站投运时间不长，两次测试时间相差为1年左右。为了确认设备是否存在异常，对该断路器断口1的并联电容进行了现场高压介损测试。由于现场试验条件限制，施加的电压最大为53kV，高压介损测试情况如表2所示。
表2断口1并联电容高压介损测试结果(含升压和降压过程)
从表2中可以看出，在电压上升过程，随着电压的升高电容值逐渐趋于稳定值；介损值随电压的升高而逐渐降低，当电压大于41kV后介损值又有升高的趋势；而在电压下降过程，介损值随着电压的下降而升高。此现象与电容器绝缘存在缺陷的现象不符，存在缺陷的情况应为介损值随着电压的升高而有所升高，因此被试品可能不存在问题[3]。
试验人员接着做了断口2的高压介损，测试情况和表1的相似。为了排除试验仪器的测试的问题，更换仪器后测试结果和更换前结果一致，说明不是试验仪器的问题。
试验人员接着对加压线进行了检查，发现断路器中部的加压线固定在了均压环上，均压环上的油漆未清除，导线直接固定在了未清除油漆的均压环上。经清除油漆后，重新接线测试，测试结果如表3所示。
表3重新接线后介损测试
从表3测试结果分析，电容量/介损测试结果恢复正常，引起此次电容量和介损变化的原因为均压环上的油漆薄膜引起。
2.2原因分析
因加压线与电容器端子间存在油漆膜，相当于在电容器与加压线间又串入了阻抗。为了分析方便采用电介质的串联模型进行分析，如图2所示为电介质的串联模型与相量图。
图2电介质的串联模型与相量图
在电压较低情况下，油漆膜作介质未能击穿，测试得到的电容值为油漆膜作介质的电容与断口并联电容器的串联。结合表2、表3中的数据，由断口并联电容的电容量1030pF及油漆膜电容与断口并联电容的串联后总电容935.4pF(加压15kV时)可计算出油漆膜做介质的电容量约为10.18nF。因施加在油漆膜上的电压与电容值成反比，油漆膜上的分压并不大，比如电压升至15kV时，油漆膜承受电压约1.38kV；当电压继续升高后，油漆膜击穿程度加重，所测电容值逐渐接近断口并联电容器的交接试验值。
因油漆膜电阻的存在，在电压的作用下必然产生有功损耗，这就意味着有功功率的增加；根据介损值tanδ为介质的有功功率损耗与无功功率损耗的比值，在有功功率增加而无功功率变化不大的情况下，测试得到的介损值必然会增大。
随着电压的增加，油漆膜被击穿程度在逐渐加重，油漆膜的电阻在不断降低，因此所测得介损值会随着电压的增加而逐渐下降。但当电压较高时，由于引线电晕的产生，使介损值有增加的趋势。随着电压的不断下降，油漆膜绝缘在不断恢复，油漆膜形成的阻抗在不断增大，因此所测得的介损值在不断增加，电容值在不断减小。
当清除油漆膜后，加压线与电容器端子间油漆膜引起的阻抗不复存在，因此清除油漆膜后测试得到的电容量介损值为断口并联电容真实值。
3结束语