用LXI構建合成儀器(05-100)

　　合成儀器(SI)由模塊化組件構建并啟用高速處理器和近代總線(xiàn)技術(shù),有望給測試用戶(hù)帶來(lái)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(cháng)的使用壽命。然而,生產(chǎn)廠(chǎng)家和用戶(hù)共同面臨的一個(gè)問(wèn)題是缺乏統一的,能滿(mǎn)足體系結構和商品化要求的設計標準。PXI和VXI模塊儀器是這類(lèi)應用的最佳候選,但對SI設計人員亦有諸多限制,最終形成具有專(zhuān)用接口與控制模塊包裝的混合系統。

　　SI體系結構和頂級要求

　　乍一看,SI的基本要求和常規機柜式儀器十分相似。然而深入的調查研究后,會(huì )發(fā)現合成體系結構所獨有的隱含著(zhù)的要求,因此有必要快速地審視通用SI系統的某些基本屬性。首先,SI的機械結構能提供良好的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,電源容量能適應模塊的各種要求,如基帶開(kāi)關(guān)模塊所消耗的功率要比RF小得多。

　　經(jīng)驗教訓告訴我們,用插卡箱模塊規格結構構建的儀器對物理包裝有很多嚴格的限制,不能適應尺寸較大的RF模塊,亦無(wú)法解決計算機總線(xiàn)標準和靈敏的RF信號之間的隔離問(wèn)題,另一個(gè)需要關(guān)注的事項是,插卡箱規格相關(guān)的過(guò)度緊張物理要求導致有限的模塊可使用性,在生產(chǎn)廠(chǎng)家由機柜式儀器轉而生產(chǎn)SI模塊時(shí),會(huì )增加選項的平均投資,從而大大增加儀器的成本。

　　電氣要求,特別是數據與控制總線(xiàn)帶寬和等待時(shí)間常常是模塊設計的決定性因素?；鶐?huì )在模塊之間驅動(dòng)大量的數據,產(chǎn)生和采集復雜調制波形的系統尤為如此,對近代軍事數字通信協(xié)議來(lái)說(shuō),20~50MB/S的數據速率是十分普遍的。

　　在上下變頻器,本地振蕩,信號調節器和DUT接口之間,數據與控制要求是中等的,開(kāi)關(guān)同步要求則是隨功能要求變化的,其范圍在數微秒至數十毫秒之間,前者是引腳二極管輸出時(shí)間;后者是機械開(kāi)關(guān)和衰減器動(dòng)作時(shí)間。對多數應用,激勵源、響應和基帶模塊之間的同步時(shí)間僅為數十毫微秒,極具挑戰性。

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

 

　　圖1 一般的SI體系結構

　　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)域的應用擴展。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,它還規定了相關(guān)的布線(xiàn)觸發(fā)總線(xiàn),為關(guān)鍵性應用提供增強的觸發(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(guò)LAN的編程控制能力,可以與其它廠(chǎng)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)踐同步標準;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。