PXI和LXI實(shí)現通信測試自動(dòng)化

　　LXI儀器在微波領(lǐng)域得到廣泛運用。其中一個(gè)例子就是Rohde Schwarz公司最近推出的RS ZVA67，這是一種符合LXI C類(lèi)的10 MHz至67 GHz矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀。該儀器在67 GHz的動(dòng)態(tài)范圍是110 dB，可用于研發(fā)以及生產(chǎn)應用。

　　在A(yíng)utotestcon，The Mathworks公司演示了如何利用Matlab軟件以及Agilent公司和Tektronix公司符合LXI的儀器來(lái)測試電纜阻抗特征。

　　NI公司提供PXI硬件和軟件定義儀器測試能力來(lái)促成多標準通信設備的測試，其中包括對GPS、藍牙、Wi-Fi、WiMax的支持。

　　從臺面到PXI

　　如果把所有儀器都插到一塊背板中，就無(wú)需IEEE 1588同步或單獨的硬件總線(xiàn)。National Instruments公司(NI)射頻與通信產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)工程師David Hall說(shuō)：“假設你想同步兩臺數字化儀。舊的示波器方法是連接背部的一些電纜。利用PXI方法，你只須說(shuō)‘使用PXI一號觸發(fā)線(xiàn)’，一切都搞定。從時(shí)序和同步角度看，所有使用一條共同數字總線(xiàn)的模塊有一些天生的優(yōu)勢。” Hall詳細說(shuō)明了PXI對通信系統設計的好處，特別是對于涉及MIMO無(wú)線(xiàn)電的測量。如果利用傳統儀器，他說(shuō)：“執行這些測量的方式就是買(mǎi)兩臺矢量信號分析儀，連接后部的電纜， 并希望本地振蕩器(LO)是同步的。在PXI方法中，模塊天生就同步，你只須把它們放在同一個(gè)機箱里。”

　　Hall引用了另一個(gè)通信例子。美國導航學(xué)會(huì )(ION)于去年9月22日至25日在佐治亞州薩瓦納召開(kāi)了2009年ION全球導航衛星系統(GNSS)會(huì )議，與會(huì )者試圖構建更好的GPS接收器。Hall說(shuō)，他們把PXI系統拿到野外，從空中獲得了原始的衛星信號。他解釋說(shuō)，PXI背板既是命令總線(xiàn)也是數據總線(xiàn)，并且PXI Express能實(shí)時(shí)輸送獲得的I/Q樣本，直到占滿(mǎn)硬盤(pán)。人們然后可利用存儲的樣本來(lái)運用和優(yōu)化接收器原型。

　　為了強調NI公司的承諾——確保PXI硬件能與該公司的LabView共同服務(wù)于通信應用，該公司院士Mike Santori于去年8月5日在NIWeek大會(huì )發(fā)表講話(huà)時(shí)說(shuō)，NI公司成立了一個(gè)由通信專(zhuān)家組成的內部研發(fā)團隊。為了使公司的硬件和軟件的研制符合其預定計劃，團隊成員們開(kāi)發(fā)了一種LTE基站仿真器。

　　團隊成員Ian Wong是NI公司資深射頻通信軟件工程師，在化解通信設計難題方面為團隊帶來(lái)了學(xué)術(shù)與行業(yè)經(jīng)驗。Wong為NIWeek與會(huì )者們介紹了LTE帶來(lái)的挑戰(參考文獻2)。他說(shuō)，當LTE在今年推廣時(shí)，將支持300 Mbps數據速率，而如今常用的EDGE技術(shù)僅為500 kbps。LTE基站將每秒執行20萬(wàn)次2048點(diǎn)快速傅里葉變換(FFT)，并將包含300 Mbps Turbo碼解碼器，它們共同帶來(lái)了每秒數萬(wàn)億次運算性能。Wong所在的團隊利用一種PXI Express系統構建了這種基站仿真器，該系統包含實(shí)時(shí)雙核控制器，后者與一塊PXI中頻收發(fā)FPGA板通信，而這塊板又為L(cháng)TE基站發(fā)射器執行物理層處理。一個(gè)PXI射頻上變頻器把輸出提供給被測器件。來(lái)自該器件的信號被輸送到射頻下變頻器，然后到達中頻收發(fā)FPGA板。

　　使用習慣

　　如果你是一名臺式儀器用戶(hù)，從事某個(gè)LXI和PXI都適合的應用，那么在轉向自動(dòng)化時(shí)，你對平臺的選擇可以圍繞你的經(jīng)驗、舒適水平和年齡來(lái)展開(kāi)。NI公司的Hall說(shuō)，他在大學(xué)時(shí)學(xué)會(huì )了使用示波器，要點(diǎn)就是由儀器為他提供診斷信息，使他能做出決定。隨著(zhù)PC在測試應用中的廣泛使用，把測量信息存入PC，并用PC來(lái)控制儀器和輔助決策，就成了一件重要任務(wù)。他說(shuō)，雖然LXI和GPIB使臺式儀器自動(dòng)化成為可能，但這并不是最初開(kāi)發(fā)這些儀器時(shí)為它們安排的基本用途。

　　Hall承認，用戶(hù)喜歡旋鈕和按鈕的感覺(jué)，并且首次接觸儀器自動(dòng)化的用戶(hù)可能會(huì )發(fā)現編程想法很?chē)樔?。他在大學(xué)讀的是電腦工程，但仍然發(fā)現C語(yǔ)言編程任務(wù)有些難。他說(shuō)，圖形方式的LabView語(yǔ)言簡(jiǎn)化了這項任務(wù)，并且該公司提供許多樣本程序來(lái)幫助新用戶(hù)入門(mén)。

　　ZTec Instruments公司制造包括PXI和LXI規格在內的數字化儀，公司總裁Christopher Ziomek說(shuō)，作為一名工程師，如果他想在實(shí)驗室中做測量，那么他會(huì )自然傾向于拿一臺Tektronix示波器來(lái)用。他指出了一些實(shí)際的考慮事項。例如，如果你想在給被測的PXI示波器做上電循環(huán)的同時(shí)做測量，那么你將需要兩個(gè)PXI機箱，一個(gè)用于被測的示波器，一個(gè)用于測試設備。盡管Ztec公司開(kāi)發(fā)了Zscope軟件，可在電腦屏幕上模仿傳統示波器的前部面板，但Ziomek說(shuō)：“我用有旋鈕的裝置時(shí)覺(jué)得更舒服。”

　　Ziomek還說(shuō)，Ztec公司那些更年輕的工程師們覺(jué)得模塊式規格用起來(lái)更舒服，并且很喜歡在平板PC上運行Zscope。模塊式儀器還能提高工作效率。憑借PXI或LXI儀器和電腦接口，工程師們更有可能實(shí)現測量自動(dòng)化，而如果受限于傳統的臺式儀器，他們就必須人工多次重復測量。

　　最終，多種儀器規格都會(huì )有發(fā)展空間，廠(chǎng)商們對此將會(huì )加以利用。例如，Tektronix公司(Ziomek喜歡用該公司制造的傳統工程示波器來(lái)做實(shí)驗室工作)在NIWeek大會(huì )上說(shuō)，它正在與NI公司合作開(kāi)發(fā)一種10Gsps的3GHz PXI數字化儀。Tektronix公司首席技術(shù)官Craig Overhage表示，公司已在研究如何把它的高帶寬高采樣率示波器技術(shù)帶給那些偏愛(ài)模塊式儀器體系結構的客戶(hù)。Overhage說(shuō)，他認為PXI示波器和傳統示波器有不同的用途，并且預計新型PXI示波器(NI公司將負責營(yíng)銷(xiāo))的推出不會(huì )影響該公司那些受歡迎的傳統儀器的銷(xiāo)售