В данном документе приведено руководство оператора по работе с программным обеспечением аппаратно-программного комплекса «Синтезатор частот LSS» (далее по тексту – ПО).
В разделе «Назначение программы» указаны сведения о назначении ПО и информация, описывающая основные функции ПО, а также порядок его эксплуатации.
В разделе «Условия выполнения программы» указаны условия, необходимые для выполнения ПО (минимальный состав аппаратных и программных средств и т.п.).
В разделе «Выполнение программы» указана последовательность действий оператора, обеспечивающих загрузку, запуск, выполнение и завершение ПО, приведено описание функций, формата и возможных вариантов команд, с помощью которых оператор осуществляет загрузку и управляет выполнением ПО, а также ответы ПО на команды оператора.
В разделе «Сообщения оператору» приведены тексты сообщений, выдаваемых в ходе выполнения ПО, описание их содержания и необходимые действия оператора в ответ на данные сообщения (действия оператора в случае сбоя, возможности повторного запуска программы и т.п.).

1.1 Функциональное назначение программного обеспечения
ПО предназначено для штатного функционирования «Синтезатора частот LSS» (далее по тексту – Синтезатор) а также возможности управления параметрами синтезируемых сигналов.
Классы решаемых задач:

• управление работой Синтезатора;
• взаимодействие с оператором в части получения команд управления и выдачи информационных сообщений о состоянии работы, а также возникших в процессе работы ошибках.

1.2 Эксплуатационное назначение программного обеспечения
ПО функционирует на аппаратной платформе Синтезатора.
Управление Синтезатором производится с рабочего места оператора, функционирующего под управлением современных операционных систем семейства Windows или Linux

1.3 Состав функций программы
Основной функцией ПО является управление Синтезатором в соответствии с командами оператора и информирование оператора о возникающих в процессе работы ошибках.
Основные функции, реализуемые программой:

• включение/выключение синтеза сигналов;
• выбор используемого выхода (высокочастотный или низкочастотный);
• задание/изменение значения синтезируемой частоты в поддерживаемом диапазоне;
• задание/изменение уровня мощности синтезируемой частоты;
• задание режима работы Синтезатора (синусоидальный сигнал, частотно модулированный сигнал, фазомодулированный сигнал);
• информирование пользователя о текущих значениях параметров устройства (температура изделия, значения частоты, установленной мощности и режима работы);
• задание используемого опорного генератора (внешний источник или внутренний);
• задание частоты выходного опорного сигнала (2, 5, 10, 100) МГц.

2.1 Минимальный состав технических средств
Программное обеспечение функционирует на аппаратной платформе синтезатора LSS

2.1.1 Требования к рабочему месту пользователя
Требования к составу технических средств АРМ основаны на требованиях к техническим средствам операционной системы, под управлением которых будет производится работа оператора.

Таблица 1
Минимальные требования к составу технических средств рабочего места оператора

Взаимодействие ПО с устройством обеспечивается через интерфейсы RS-232 или USB.

2.2 Минимальный состав программных средств рабочего места оператора
Основным требованием к программным средствам рабочего места оператора, является наличие интерфейсов RS-232 или USB. Для работы с устройством через интерфейс USB необходимо установить драйвера моста для микросхемы CP2102.
В качестве программы управления может использоваться стандартное приложение Windows HyperTerminal (Start -> Programs -> Accessories -> Communications -> HyperTerminal), или аналогичное. Параметры последовательного порта (внешний вид окна настройки порта приведен на рисунке 1):

• 115200 bps;
• 8 data bits;
• parity none;
• 1 stop bit;
• flow control none.

Для большего удобства использования терминала рекомендуется установить следующие настройки:

• «Echo typed characters locally»;
• «Send line ends with line feeds».

Внешний вид окна «ASCII Setup» приведен на рисунке 2.
Для вызова данного окна используется следующая последовательность -
(File -> Properties, вкладка «Settings», кнопка «ASCII Setup. . .»).

2.3 Требования к персоналу (пользователю)
Оператор должен обладать практическими навыками работы с консольным пользовательским интерфейсом.

3.1 Сведения о структуре программы
Модель управления Синтезатором приведена на рисунке 3

Программное обеспечение синтезатора начинает свою работу сразу после появления питания. После запуска производится автоматическая инициализация синтезатора, после чего он переходит в режим ожидания команд от оператора. При этом все выходы отключены, синтез сигналов не производится.

3.2 Управление устройством
Набор команд построен на основе SCPI версии 1999.0, но не совместим с ним полностью. Причины несовместимости:

• поддерживаются не все команды из обязательного списка (см. список команд);
• парсер распознает только одну команду в строке, длина строки не более 64 символов;
• длина буфера команд равна двум, т.е. не ожидая завершения выполнения первой команды можно сразу отправить вторую, но не более;
• не поддерживается в требуемом объеме отчетность о состоянии прибора;
• не поддерживается полный список форматов данных.

В задачах, где требуется отправить несколько команд друг за другом без фиксированной временной задержки, для корректной работы SCPI рекомендуется использовать команду: *OPC?

3.2.1 Заметки по стандарту SCPI.Данная информация предназначена для понимания процедуры работы с Синтезатором.

• SCPI-команды не чувствительны к регистру (команды *RST и *rst идентичны);
• часть слова, написанная заглавными буквами, соответствует краткой форме, то есть для задания частоты, допускается использование как краткой формой команды (FREQ), так и полной (FREQuency);
• слова, помещенные в квадратные скобки, являются необязательными. Например, команда для задания частоты [SOURce:]FREQuency[:CW] может быть реализована следующим образом:

SOURce:FREQuency:CW;
FREQuency:CW;
SOURce:FREQuency;
FREQuency;

• если параметром к команде является число в некоторых единицах измерения, то существует единица измерения по умолчанию. Например, команда для задания частоты 1ГГц (единица измерения по умолчанию – Гц) могут быть использованы следующие команды:

FREQ 1GHz;
FREQ 1E9Hz;
FREQ 1000000000;

• команды, оканчивающиеся знаком вопроса, являются запросами и возвращают ответ. Например, команда *IDN? возвращает строку с информацией об идентификаторе Синтезатора. Для многих команд, задающих какое-либо значение, существует форма запроса. Например, запрос FREQ? – возвращает текущее значение частоты;
• для команд, предусматривающих ввод численных параметров, также можно использовать следующие параметры:

MINimum – минимальное значение;
MAXimum – максимальное значение;
DEFault – значение по умолчанию.

Например, команда FREQ MAX загрузит максимальную частоту 12 ГГц (для выхода High Band) или 50 МГц (для выхода Low Band), а команда FREQ DEF загрузит частоту 1 ГГц (для выхода High Band) или 50 МГц (для выхода Low Band);

• если в результате команды прибор не произвел должных действий, необходимо проверить буфер сообщений об ошибках запросом SYSTem:ERRor:[NEXT]?. В случае отсутствия сообщений в буфере будет возвращена строка 0,”No error”, иначе – первое сообщение из буфера, содержащее стандартный код и описание ошибки.

3.2.2 Список команд SCPIСтандартные команды SCPI

3.2.2.1 Команда *CLSДанная команда предназначена для очистки буфера сообщений об ошибках.

3.2.2.2 Команда *IDN?Данная команда является запросом. В ответ приходит строка, содержащая информацию о Синтезаторе в следующем формате: производитель, модель, серийный номер, информация о прошивке.

3.2.2.3 Команда *OPC?Данная команда является запросом о выполнении предыдущих команд. После выполнения возвращает «1». Это означает, что все предыдущие команды завершили свое выполнение. Хорошей практикой является использование этой команды вместо временной задержки между командами.
Например, если необходимо отправить несколько команд, следующих непосредственно друг за другом, (задать частоту и мощность формируемого сигнала), то рекомендуется следующая последовательность команд:
freq 100 mhz
*opc?
1
pow 1 dbm
*opc?
1

3.2.2.4 Команда *RSTДанная команда предназначена для установки параметров Синтезатора в начальное состояние (аналог команды меню Load Default), а именно:
режим CW (Continuous Wave);
частота 1 ГГц;
-мощность 0 дБм;
фаза 0 градусов;
выход отключен.

Данную команду рекомендуется использовать при начале работы с Синтезатором в удалённом режиме.

3.2.2.5 Указанные параметры являются «заводскими», для изменения данных параметров возможно использование команды – [SOURce:]ROSCillator:INTernal:FREQuency:SAVE
в таком случае программное обеспечение сохранит текущие настройки синтезатора как «заводские»
На рисунке 4 представлено дерево команд (не включая стандартные). Пунктиром отмечены необязательные для ввода команды.

3.2.2.6 Команда SYSTem:ERRor[:NEXT]?
Данная команда является запросом. В ответ приходит строка, содержащая код и описание ошибки, расположенной в буфере сообщений. Если в буфере нет сообщений, то возвращается строка 0, «No error».
Буфер сообщений организован в виде FIFO (First In First Out, Первый Вошел Первый Вышел). Если пришедшая команда не соответствует требованиям парсера, либо по каким-то причинам не может быть исполнена, формируется соответствующее сообщение, которое помещается в буфер. Буфер рассчитан на 2 сообщения. Очищается буфер двумя способами:

• вычитыванием по одному сообщению;
• командой *CLS.

В случае, если буфер полон, и приходит еще одно сообщение, то сообщение, которое пришло в буфер последним, перетирается сообщением -350, «Queue overflow».

3.2.2.7 Команда STATus:QUEStionable:CONDition?
Данная команда предназначена для получения информации о статусе состояния Синтезатора.
Форма ответа: integer_num.
Возможные варианты ответа:

• «0» – всё в норме;
• «8» – установленная мощность выходного сигнала вне диапазона калибровки;
• «32» – отсутствие захвата по частоте.

3.2.2.8 Команда OUTPut[:STATe]
Данная команда предназначена для включения/выключения выходного сигнала, аналогично кнопке RF OUT ON/OFF на лицевой панели.
Для управления используются следующие параметры:

• включение – 1 или ON;
• отключения – 0 или OFF.

Команда в форме запроса возвращает соответственно значения 0 или 1.
Примеры использования:
output on
outp off
outp:state 1
OUTPUT 0
OUTP:STAT?

3.2.2.9 Команда [SOURce:]FREQuency[:CW]
Данная команда предназначена для установки частоты выходного сигнала.
Параметр установки задается в форме
[+|-]float_num[E[+|-]int_num][GHZ|MHZ|MAHZ|KHZ|HZ].
Единицей измерения по умолчанию является HZ. Заданное значение округляется с точностью устройства – 10−4. Если заданный параметр не укладывается в диапазон устройства, то применяется граничное значение (сообщение об ошибке не формируется).
Команда в форме запроса возвращает текущее значение частоты сигнала в герцах. Форма ответа: [+|-]float_num.
Примеры использования:
freq 2.1GHZ
frequency 21e-1ghz
sour:freq:cw 21E8
freq max

3.2.2.10 Команда [SOURce:]POWer[:LEVel][:IMMediate][:AMPLitude]
Данная команда предназначена для установки мощности выходного сигнала.
Параметр установки задается в форме [+|-]float_num[E[+|-]int_num][DBM].
Единицей измерения по умолчанию является DBM. Заданное значение округляется с точностью устройства – 10−2. Если заданный параметр не укладывается в диапазон устройства, то применяется граничное значение (сообщение об ошибке не формируется).
Команда в форме запроса возвращает текущее значение уровня сигнала в дБм. Форма ответа: [+|-]float_num.
Примеры использования:
pow 5.1dbm
source:power 1.23
POWER 123E-2DBM
POW MAX

3.2.2.11 Команда [SOURce:]PHASe[:ADJust]
Данная команда предназначена для установки смещения выходного сигнала по фазе.
Параметр установки задается в форме [+|-]float_num[E[+|-]int_num][DEGree].
Единицей измерения по умолчанию является DEGree. Заданное значение округляется с точностью устройства – 10−2. Если заданный параметр не укладывается в диапазон устройства, то применяется граничное значение (сообщение об ошибке не формируется).
Команда в форме запроса возвращает текущее значение смещения фазы в градусах. Форма ответа: [+|-]float_num.
Примеры использования:
phas 90deg
PHASE 90DEG
phase:adj 90.1e-1

3.2.2.12 Команда [SOURce:]ROSCillator[:INTernal]:FREQuency
Данная команда предназначена для установки частоты внутреннего опорного генератора. Используется только в Синтезаторах, где разрешено менять частоту опорного генератора. Если значение менять нельзя, то команда ничего не делает.
Параметр установки задается в форме
[+|-]float_num[E[+|-]int_num][MHZ|MAHZ|KHZ|HZ].
Единицей измерения по умолчанию является HZ. Заданное значение округляется с точностью устройства – 10−4. Если заданный параметр не укладывается в диапазон устройства, то применяется граничное значение (сообщение об ошибке не формируется).
Команда в форме запроса возвращает текущее значение частоты внутреннего опорного генератора в Герц. Форма ответа: [+|-]float_num.

3.2.2.13 Команда [SOURce:]ROSCillator:EXTernal:FREQuency
Данная команда предназначена для установки значения внешней опорной частоты, подаваемой на вход REF IN.
Параметр установки задается в форме
[+|-]float_num[E[+|-]int_num][GHZ|MHZ|MAHZ|KHZ|HZ].
Единицей измерения по умолчанию является HZ. Заданное значение округляется с точностью устройства – 10−4. Если заданный параметр не укладывается в диапазон устройства, то применяется граничное значение (сообщение об ошибке не формируется).
Команда в форме запроса возвращает текущее значение частоты в герц. Форма ответа: [+|-]float_num.
Примеры использования:
rosc:ext:freq 100MHZ
SOURCE:ROSC:EXTERNAL:FREQUENCY 32MHz
rosc:ext:freq DEF

3.2.2.14 Команда [SOURce:]ROSCillator:SOURce
Данная команда предназначена для включения/выключения входа внешней опорной частоты REF IN.
Параметр установки может быть:

• INTernal – при использовании внутреннего опорного генератора;
• EXTernal – при использовании внешнего сигнала опорной частоты.

Команда в форме запроса возвращает текущее состояние в форме: INT|EXT.
Примеры использования:
rosc:source INT
rocs:sour ext

3.2.2.15 Команда OUTPut:ROSCillator[:STATe]
Данная команда включает либо отключает выход опорной частоты REF OUT на задней панели.
Для управления используются следующие параметры:

• включение – 1 или ON;
• отключения – 0 или OFF.

Команда в форме запроса возвращает соответственно значения 0 или 1.
Примеры использования:
output:rosc on
outp:rosc off
outp:rosc:state 1

3.2.2.16 Команда MEASure[:SCALar]:TEMPerature?
Данная команда предназначена для получения информации о значении температуры выходного усилителя в блоке Синтезатора в градусах Цельсия. Форма ответа: [+|-]float_num.
Примеры использования:
meas:scal:temp?
meas:temp?

3.2.2.17 Команда [SOURce:]FREQuency[:CW]:BAND
Данная команда предназначена для подключения выхода Синтезатора (ВЧ или НЧ).
Для управления используются следующие параметры:

• ВЧ выход Синтезатора – HB;
• НЧ выход Синтезатора – LB.

Команда в форме запроса возвращает соответствующие значения.

3.2.2.18 Команда STATus:QUEStionable[:EVENt]?
Данная команда предназначена для получения информации об изменении определенного бита статусного регистра. Это нужно, чтобы можно было проверить, например, не было ли потери захвата во время измерения.
Форма и возможные варианты ответа аналогичны команде «STATus:QUEStionable:CONDition?» (3.2.2.7).
Выполнение этой команды стирает текущую запись в регистре событий.

3.2.2.19 Команда OUTPut:ROSCillator:FREQuency
Данная команда предназначена для установки частоты на выходе опорного сигнала. Допустимые варианты значения частоты - 2, 5, 10, 100 МГц. При вводе недопустимого значения устанавливается частота 10 МГц.
Форма параметра установки аналогичны команде "[SOURce:]FREQuency[:CW]" (3.2.2.12).

3.2.2.20 Команда [SOURce:]ROSCillator:INTernal:FREQuency:ADJust
Данная команда предназначена для корректировки фактической частоты внутренней опоры 100МГц. Диапазон параметра установки от 0 до 1023.

3.2.2.21 Команда [SOURce:]ROSCillator:INTernal:FREQuency:SAVE
Данная команда предназначена для сохранения корректировки внутренней опоры в энергонезависимую память. используется без параметра.

3.2.2.22 Команда [SOURce:]FREQuency:MODE
Данная команда предназначена для установки режима работы синтезатора.
Возможные варианты параметра установки:

• CW (Continuous wave);
• FM (Frequency modulation);
• PhM (Phase modulation).

В режиме подключённого НЧ выхода Синтезатора данная команда не используется. В данном режиме используется только CW.
Команда в форме запроса возвращает соответствующие значения.

АПК «Синтезатор LSS» обеспечивает:

• синтез сигналов в диапазоне от 0Гц до 12ГГц
• уровень синтезируемого сигнала от минус 5 до плюс 15 дБм для частот менее 10 ГГц
• и от минус 5 до плюс 10 дБм для частот больше 10 ГГц.
• возможность использования внешнего опорного генератора
• синтез сигналов различной формы (синусоидальный, частотно модулированный,
• фазомодулированный)

Программное обеспечение АПК «Синтезатор LSS» предоставляет пользователю
возможность:

• включить/выключить синтез частоты;
• выбрать используемый выход (высокочастотный или низкочастотный);
• задать/изменить значение синтезируемой частоты в поддерживаемом диапазоне;
• задать/изменить уровень мощности синтезируемой частоты в заданном диапазоне;
• задать режим работы синтезатора (синусоидальный сигнал, частотно модулированный сигнал, фазомодулированный сигнал);
• узнать текущие значения работы устройства (температура изделия, значения частоты, установленной мощности и режима работы);
• выбрать использование в качестве опорного генератора внешний источник или использовать внутренний;
• установить частоты выходного опорного сигнала (разрешенные варианты: 2, 5, 10, 100 МГц)

Программное обеспечение изделия Синтезатор LSS состоит из двух модулей

• - Программное обеспечение платы LSS-01M для микросхемы X2C128-7VQ100I;
• - Программное обеспечение платы управления LSSCTL.

Взаимодействие программных модулей осуществляется с помощью интерфейса SPI
(последовательный периферийный интерфейс).
Взаимодействие с пользователем осуществляет модуль «Программное обеспечение
платы управления LSSCTL».
Набор пользовательских команд построен на основе SCPI версии 1999.0, но не
совместим с ним полностью. Причины несовместимости:

• изделием поддерживаются не все команды из обязательного списка SCPI (см. руководство оператора);
• реализованный в изделии парсер команд распознает только одну команду в строке, длина строки не более 64 символов;
• длина буфера команд изделия равна двум, то есть, не ожидая завершения выполнения первой команды можно сразу отправить вторую, но не более;
• изделием не поддерживается в требуемом объеме отчетность о состоянии прибора;
• изделием не поддерживается полный список рекомендуемых форматов данных.