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RF软件界说仪器打破传统机箱约束 完成高性能射频测验

随着测量速度、弹性与精确度的逐渐提升,工程师必须脱离机箱的框架,继续寻找RF测试的创新解决方案。而软件定义的模块化仪器所提供的新工具

跟着丈量速度、弹性与准确度的逐步提高,工程师有必要脱离机箱的结构,继续寻觅RF测验的立异解决方案。而软件界说的模块化仪器所供给的新东西,正满意越来越多无线规范的测验。

一般情况下,工程师在测验新的无线规范时,往往会挑选运用规范最接近的机箱。关于具有多种测验需求的主动化测验体系来说,上述办法常导致不同的丈量需求就需不同的机箱。当测验需求共同且不变时,机箱测验的办法当然挥洒自如,但若要测验契合多种无线规范的杂乱射频(RF)设备时,此办法就显得费事、贵重且缓不济急。比较之下,软件界说的测验办法适用于RF的认证、查验与产品测验。当然,传统的RF机箱在规划平台中仍继续扮演重要人物。

无线设备演进快 测验机箱望尘莫及

如今工程师有必要脱离RF测验需求的机箱结构,可是脱离机箱的结构曾经,有必要先知道一般的RF机箱内部结构与内容物。在每个巨细约38,000立方厘米的金属板塑料盒中,有着各供货商供给的零件,一般有电源供应器、处理器、计算机主板或背板、嵌入式操作体系、丈量链接库与软件显示器等。机箱的传统用途便是装备这些零件,以满意某个特定的丈量需求。

当RF设备仅需一般的测验需求时,此办法当然可行。但是近年来无线设备的特性不断演进,因而用机箱进行主动化RF测验的功率大不如前。无线设备的产能也超越了传统RF测验机箱的测验功率,由于机箱内部运用的处理器与数据总线的速度早已不胜运用。但若能了解传统RF仪器的组成,并知道其固定丈量功用与未达最佳规范的输入/输出(I/O)处理时的应战,就能帮忙工程师针对主动化RF丈量需求,考虑怎么脱离机箱的结构。

具有高功用射频测验 软件界说仪器锋芒毕露

包括RF在内的各种主动化丈量体系,正快速地从机箱测验转移到软件界说仪器操作。至2009年末,估量已呈现十万组PXI架构的体系,包括超越六十万个软件界说的仪器模块。此开放式且由用户界说的软件,还有模块化的计算机架构硬件,均适用主动化RF测验运用,且供给最佳功用的处理器与数据总线、周边输入/输出的弹性、精巧的模块规划、智能型电力分配与监控及准确的同步化频率与体系。

换句话说,主动化RF测验的软件界说办法,运用了与传统RF机箱相似的零件,却用在模块化且运用者界说的架构中,此办法供给了最佳功用的组件、可由用户进行程序规划的输入/输出与剖析、精巧的机箱体积可于最苛刻的RF测验环境中到达极高且安稳的功用。一旦工程师脱离机箱结构,即可取得更快、更有弹性且相同准确的RF测验解决方案。若与在体系中仓库传统RF机箱比较,更可下降相关本钱。

为了进一步了解RF软件界说仪器的长处,下列典范则阐明该办法的速度、弹性与准确度,以大幅改进现况并满意如今的RF测验需求。

把握速度优势 PXI下降丈量时刻

软件界说的PXI丈量体系首要优势之一,便是具有比传统RF仪器更短的丈量时刻。当测验多重无线规范时,此优势就更为显着。若仅测验无线局域网络(WLAN)的单一规范时,速度亦有大幅提高。

以WLAN丈量操作中的过错矢量起伏(EVM)与频谱屏蔽等操作为例,均须处理很多信号。若于PXI控制器中运用多中心中央处理器(CPU),并调配美国国家仪器(NI)PXIe-5663 6.6GHz RF矢量信号剖析仪等软件界说的RF仪器,就能以五至十倍的速度进行丈量。此外,由于测验链接库是针对多中心所规划,因而若针对LabVIEW运用NI WLAN东西组,因而只需市面上呈现更高速的PXI多中心控制器,工程师就可主动晋级丈量功用。

图1针对不同的RF信号剖析仪,比较54Mbit/s数据传输率之下的EVM操作与功率丈量操作,其运用WLAN的丈量时刻长短。NI LabVIEW软件的PXI WLAN丈量体系中,其高功用多中心处理器在履行大部分的IEEE 802.11a/b/g丈量时,会比传统的矢量信号剖析仪与专业WLAN机箱快上约五至十倍的速度。

图1 比较各种仪器的EVM丈量时刻

无线规范冗杂 软件界说仪器一把抓

软件界说仪器的第二个长处,便是运用相同的RF硬件能测验多重无线规范。如今的无线设备有必要满意越来越多的规范。以现在的智能型手机为例,一般至少支撑六种无线规范,如全球移动通讯体系(GSM)、GSM增强数据率演进(EDGE)、宽带分码多重存取(WCDMA)、蓝牙(Bluetooth)、全球卫星定位体系(GPS),乃至是WLAN。除此之外,有些新款的播送无线电接收器乃至可支撑十种以上的无线规范,包括调幅(AM)/调频(FM)、无线数据体系(RDS)/无线播送数据体系(RDBS)、Sirius、XM、DAB、IBOC、GPS、RDS-TMC与DARC等。因而无线测验仪器有必要具有满足的弹性,才干敷衍日后呈现的新无线规范。

有了软件界说仪器之后,工程师便能在LabVIEW软件傍边制作播送无线电信号,之后再下载至PXI RF矢量信号发生器的内存中,即可以马上进行播送测验的操作。举例来说,NI联盟同伴Averna的工程师,即供给了PXI架构的通用无线电测验器(URT),以相同的RF仪器功用即可测验多重无线电规范。图2为典型的Averna URT体系。

图2 单一Averna URT即可播送发生操作结果与RF纪录。

除了发生无线电播送规范之外,Averna URT还会履行RF的记载与播映。该技能运用PXI数据总线的高数据传输率,与LabVIEW软件的高功用数据贮存/处理功用。经过记载RF信号并在实验室中播映,工程师就能承认FM、地上波数字视频播送(DVB-T)或GPS等接收器在最终布置环境中的操作情况。

LTE/WiMAX射频测验要求苛刻

软件界说的RF仪器的最终一项长处,便是能以较低本钱进行高准确度的丈量。在第三代合作同伴项目(3GPP)的长程演进方案(LTE)与全球微波存取互通接口(WiMAX)等新的无线规范呈现后,许多无线设备有必要契合更严厉的RF功用要求。

以802.11a/g传输器的最低EVM要求为例,其规范是应以54Mbit/s、64正交振幅调变(QAM)信号类型到达-25分贝。3GPP LTE与WiMAX等较新的规范,对RF功用规定都更严厉。以相似64QAM信号类型的802.16-2004(Fixed WiMAX)设备为例,其对最低EVM要求便达-31分贝,比较于过往对RF功用的要求来说,是愈加严厉的丈量规范。

如今软件界说的仪器,可帮忙工程师以更低本钱到达世界级的RF丈量功用。2007年,Fixed WiMAX的EVM丈量要能到达-45分贝;而WCDMA附近通道走漏比(ACLR)丈量要能到达65dBc。不管向谁购买此类RF矢量信号发生器与剖析器,均须要价10万美元以上。但现在仅需NI PXIe-5663 6.6GHz RF矢量信号剖析仪,与NI PXIe-5673 RF矢量信号发生器等新款PXI仪器,即可到达上述的准确度。此两套仪器在瞬间带宽上(前者是50MHz,后者是100MHz),均运用最新16位模仿数字转换器(ADC)与数字模仿转换器(DAC),还有低相位噪声合成器(以1GHz到达-110dBc/Hz),能运用低本钱进行准确丈量。

针对3.5GHz的Fixed WiMAX信号,以NI PXIe-5663与PXIe-5673的EVM剩余(Residual)功用为例。若为Fixed WiMAX运用新的NI丈量套餐(Measurement Suite),工程师则可得到16QAM信号的星坐标绘图,其EVM值为-46分贝(0.5%),比Fixed WiMAX设备的最低功用要求还高出15分贝(图3)。

图3 其他测验供货商的贵重RF仪器比较,16-QAM EVM丈量的WiMAX星坐标绘图更具竞争力。

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