無(wú)線應(yīng)用推動(dòng)測(cè)試測(cè)量技術(shù)發(fā)展

測(cè)試與測(cè)量是任何工程要求的重要部分。隨著無(wú)線和通信市場(chǎng)的發(fā)展，舊的技術(shù)又有了新的用途。特別是 美國(guó)國(guó)家儀器(NI)的20周年紀(jì)念版 LabVIEW和 泰克公司的RSA6100A實(shí)時(shí)頻譜分析儀將徹底改變我們的測(cè)試和通信方式。

LABVIEW 8.20

回到1976年，沒有人曾聽說(shuō)過(guò)NI公司發(fā)明的 虛擬儀器概念。當(dāng)LabVIEW首次在蘋果的Macintosh上實(shí)現(xiàn)時(shí)引起了很大的震動(dòng)。事實(shí)上，《Eletronic Design》雜志曾在1986年4月17日出版的雜志封面上刊登過(guò)第1版的LabVIEW。今天，LabVIEW已經(jīng)成為業(yè)界的一個(gè)標(biāo)記。

LabVIEW圖形化編程語(yǔ)言允許設(shè)計(jì)師以連線屏幕上圖標(biāo)的方式創(chuàng)建程序。這些圖標(biāo)再編譯成用于處理數(shù)據(jù)的代碼。NI在內(nèi)部稱這種語(yǔ)言為G語(yǔ)言或圖形化編程語(yǔ)言。這種語(yǔ)言基于兩個(gè)基本的編程概念，即數(shù)據(jù)流和結(jié)構(gòu) 化編程。

LabVIEW的實(shí)際價(jià)值是能夠快速開發(fā)出虛擬儀器(VI)，并捕獲、處理和顯示來(lái)自傳感器和其它輸入源的測(cè)量數(shù)據(jù)。只要有LabVIEW和PC機(jī)，設(shè)計(jì)師就能通過(guò)輕點(diǎn)幾下鼠標(biāo)創(chuàng)建屬于自己的專門數(shù)據(jù)捕獲系統(tǒng)，或替換數(shù)字萬(wàn)用表( DMM)和示波器等標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試儀器。

用戶可以捕獲和顯示數(shù)據(jù)，同時(shí)經(jīng)由各種算術(shù)處理進(jìn)行分析、顯示和理解。然后用戶可以通過(guò)通信接口、網(wǎng)絡(luò)或因特網(wǎng)交流數(shù)據(jù)。另外，他們還可以利用VI的輸出執(zhí)行各種控制操作。LabVIEW已經(jīng)逐漸成為在設(shè)計(jì)、原型創(chuàng)建和最終測(cè)試中非常管用的多用途圖形化測(cè)量系統(tǒng)。

虛擬儀器，特別是LabVIEW完全改變了測(cè)試和測(cè)量理念，完全消除了某些獨(dú)立的測(cè)試儀器(如音頻)。今天，LabVIEW還能滿足許多組織機(jī)構(gòu)正面臨的越來(lái)越艱巨的無(wú)線測(cè)試和測(cè)量挑戰(zhàn)。

8.20版的最新模塊化工具套件(Modulation Toolkit)集成了一系列軟件，可以幫助你建立、仿真、設(shè)計(jì)和測(cè)試各種通信系統(tǒng)(圖1)。它包含了正被大多數(shù)新型無(wú)線系統(tǒng)(如802.11a/g，802.11n, WiMAX以及即將到來(lái)的4G蜂窩電話標(biāo)準(zhǔn))采用的正交頻分復(fù)用( OFDM)技術(shù)。在仿真期間，用戶可以評(píng)估參數(shù)變化，并測(cè)試設(shè)計(jì)決策。接下來(lái)可以用那個(gè)代碼和外部測(cè)試設(shè)備開展信號(hào)測(cè)量和誤碼率( BER)測(cè)試。

模塊化工具套件的一些特殊功能是位產(chǎn)生(PRBS、Galois PN、Fibonacci PN等)、信道編碼(Reed Solomon、Golay、Hamming、卷積、BCH)、交織器(塊和卷積)以及大部分模擬或數(shù)據(jù)調(diào)制。用戶可以執(zhí)行各種調(diào)制分析，如rho、直流偏置、相位錯(cuò)誤、四相偏移、IQ增益不平衡、BER、頻率偏差、突發(fā)時(shí)序、調(diào)制錯(cuò)誤率以及錯(cuò)誤向量級(jí)(EVM)。

另外，用戶還可以在仿真信道中增加噪聲(AWGN或相位)和直流偏置、衰落、四相偏置、IQ增益不平衡和頻率偏置等損傷來(lái)評(píng)估性能。然后使用大量顯示格式(如格子圖、星座圖和二維/三維眼圖)中的一種進(jìn)行顯示。

LabVIEW 8.20還包含有 FPGA模塊，可以幫助用戶在不熟悉硬件設(shè)計(jì)或 VHDL的情況下定義定制I/O。FPGA向?qū)Э梢宰詣?dòng)開發(fā)用于創(chuàng)建定制、用戶定義測(cè)量設(shè)備的FPGA代碼。用戶可以在PC內(nèi)的插卡上實(shí)現(xiàn)基于FPGA的測(cè)量設(shè)備，并用于快速低成本的原型創(chuàng)建?；蛘咴贜I PXI模塊中實(shí)現(xiàn)基于FPGA的測(cè)量設(shè)備，并用于正式生產(chǎn)測(cè)試。這一功能包含了IF-RIO(中頻、可重配置I/O)，而IF-RIO又包含了兩個(gè)中頻數(shù)字轉(zhuǎn)換器、兩個(gè)中頻發(fā)生器和一個(gè)可通過(guò)單塊PCI板上的LabVIEW編程的FPGA。利用IF-RIO可以建立通信系統(tǒng)原型，然后在PC上實(shí)時(shí)運(yùn)行。此外，模塊化工具套件可與NI的射頻發(fā)生器和接收器一起實(shí)現(xiàn)高達(dá)2.7GHz的各種測(cè)試儀器。

泰克的RSA6100A

所有的通信和無(wú)線工程師都希望擁有一臺(tái)他們負(fù)擔(dān)得起的高級(jí)頻譜分析儀，而泰克的RSA6100A實(shí)時(shí)頻譜分析儀就非常優(yōu)秀(圖2)。不管你是在測(cè)試那些先進(jìn)的射頻技術(shù)，如軟件定義無(wú)線電(SDR)、4G蜂窩電話和寬帶無(wú)線、多載波功放、雷達(dá)，還是任何其它通信或無(wú)線設(shè)備，這款分析儀定能為你提供許多有用的新功能。

例如，它可以通過(guò)每秒48,828次測(cè)量可以加速頻譜測(cè)量和顯示，而競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的分析儀每秒只有50次。因此RSA6100A可以提供更完整和更精確的信號(hào)圖像。

其次，RSA6100的DPX波形圖處理功能可以使顯示效果更加生動(dòng)。除了傳統(tǒng)顯示功能外，它還可以提供亮度和顏色的變化，因此用戶可以看到通常在其它分析儀上看不到的瞬態(tài)信號(hào)和其它 信號(hào)。

在DPX頻率掩膜觸發(fā)器(FMT)的幫助下，用戶可以根據(jù)特殊事件表現(xiàn)或事件圖案啟動(dòng)測(cè)量。用戶還可以利用這一功能捕捉難以捕捉的異?，F(xiàn)象和瞬態(tài)信號(hào)，從而提高產(chǎn)能，加快設(shè)計(jì)和調(diào)試進(jìn)度。

儀器的基本參數(shù)也使人印象深刻。RSA6100A可以提供110MHz實(shí)時(shí)帶寬，同時(shí)提供73dB的純動(dòng)態(tài)范圍(SFDR)。RSA6106A的頻率范圍可到6.2GHz，RSA6114A的頻率甚至高達(dá)14GHz。這些都是高價(jià)產(chǎn)品，但就象他們宣稱的那樣，你能得到與付出同比的回報(bào)。最好的產(chǎn)品可以幫助我們更快地實(shí)現(xiàn)最好的設(shè)計(jì)。