用LXI構(gòu)建合成儀器(05-100)

　　合成儀器(SI)由模塊化組件構(gòu)建并啟用高速處理器和近代總線技術(shù),有望給測試用戶帶來更多的功能與靈活性,較低廉的總成本、更高速操作、更小的物理占用面積以及較長的使用壽命。然而,生產(chǎn)廠家和用戶共同面臨的一個(gè)問題是缺乏統(tǒng)一的,能滿足體系結(jié)構(gòu)和商品化要求的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。PXI和VXI模塊儀器是這類應(yīng)用的最佳候選,但對SI設(shè)計(jì)人員亦有諸多限制,最終形成具有專用接口與控制模塊包裝的混合系統(tǒng)。

　　SI體系結(jié)構(gòu)和頂級要求

　　乍一看,SI的基本要求和常規(guī)機(jī)柜式儀器十分相似。然而深入的調(diào)查研究后,會(huì)發(fā)現(xiàn)合成體系結(jié)構(gòu)所獨(dú)有的隱含著的要求,因此有必要快速地審視通用SI系統(tǒng)的某些基本屬性。首先,SI的機(jī)械結(jié)構(gòu)能提供良好的RF隔離,尺寸的靈活性,適度的冷卻,方便地I/O接入。儀表的總體積能靈活地容納尺寸較大高功率的微波部件,電源容量能適應(yīng)模塊的各種要求,如基帶開關(guān)模塊所消耗的功率要比RF小得多。

　　經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)告訴我們,用插卡箱模塊規(guī)格結(jié)構(gòu)構(gòu)建的儀器對物理包裝有很多嚴(yán)格的限制,不能適應(yīng)尺寸較大的RF模塊,亦無法解決計(jì)算機(jī)總線標(biāo)準(zhǔn)和靈敏的RF信號之間的隔離問題,另一個(gè)需要關(guān)注的事項(xiàng)是,插卡箱規(guī)格相關(guān)的過度緊張物理要求導(dǎo)致有限的模塊可使用性,在生產(chǎn)廠家由機(jī)柜式儀器轉(zhuǎn)而生產(chǎn)SI模塊時(shí),會(huì)增加選項(xiàng)的平均投資,從而大大增加儀器的成本。

　　電氣要求,特別是數(shù)據(jù)與控制總線帶寬和等待時(shí)間常常是模塊設(shè)計(jì)的決定性因素?；鶐?huì)在模塊之間驅(qū)動(dòng)大量的數(shù)據(jù),產(chǎn)生和采集復(fù)雜調(diào)制波形的系統(tǒng)尤為如此,對近代軍事數(shù)字通信協(xié)議來說,20~50MB/S的數(shù)據(jù)速率是十分普遍的。

　　在上下變頻器,本地振蕩,信號調(diào)節(jié)器和DUT接口之間,數(shù)據(jù)與控制要求是中等的,開關(guān)同步要求則是隨功能要求變化的,其范圍在數(shù)微秒至數(shù)十毫秒之間,前者是引腳二極管輸出時(shí)間;后者是機(jī)械開關(guān)和衰減器動(dòng)作時(shí)間。對多數(shù)應(yīng)用,激勵(lì)源、響應(yīng)和基帶模塊之間的同步時(shí)間僅為數(shù)十毫微秒,極具挑戰(zhàn)性。

　　綜上所述,合成系統(tǒng)的要求大致是這樣的,在一個(gè)10MB/S量級數(shù)據(jù)總線帶寬的大系統(tǒng)中,基帶模塊需用帶寬超過50MB/S的高速數(shù)據(jù)總線連接的。雖然這些要求會(huì)隨具體應(yīng)用而有所變化,但是對大多數(shù)SI應(yīng)用是十分典型的,這也成討論LXI應(yīng)用的出發(fā)點(diǎn)。

 

　　圖1 一般的SI體系結(jié)構(gòu)

　　LXI功能性和性能

　　LXI是以太網(wǎng)技術(shù)在測試自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用擴(kuò)展。LXI主要是一個(gè)定義Ethernet802.3基接口技術(shù)實(shí)施綱要的功能性接口規(guī)范,旨在保證嵌入式IEEE1588協(xié)議基儀器間的互操作性,并提供所需的觸發(fā)功能。此外,它還規(guī)定了相關(guān)的布線觸發(fā)總線,為關(guān)鍵性應(yīng)用提供增強(qiáng)的觸發(fā)同步功能。

　　國際LXI協(xié)會(huì)初步將基于LXI的儀器分為3個(gè)等級：等級C具有通過LAN的編程控制能力,可以與其它廠商的儀器很好地協(xié)同工作;等級B擁有等級C的一切能力,并且加上了IEEE1588網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐同步標(biāo)準(zhǔn);等級A擁有等級B的一切能力,同時(shí)具備硬件觸發(fā)能力。