PXI和LXI實現(xiàn)通信測試自動化

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

　　在Autotestcon，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促成多標(biāo)準(zhǔn)通信設(shè)備的測試，其中包括對GPS、藍(lán)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，就無需IEEE 1588同步或單獨的硬件總線。National Instruments公司(NI)射頻與通信產(chǎn)品營銷工程師David Hall說：“假設(shè)你想同步兩臺數(shù)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‘使用PXI一號觸發(fā)線’，一切都搞定。從時序和同步角度看，所有使用一條共同數(shù)字總線的模塊有一些天生的優(yōu)勢。” Hall詳細(xì)說明了PXI對通信系統(tǒng)設(shè)計的好處，特別是對于涉及MIMO無線電的測量。如果利用傳統(tǒng)儀器，他說：“執(zhí)行這些測量的方式就是買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機箱里。”

　　Hall引用了另一個通信例子。美國導(dǎo)航學(xué)會(ION)于去年9月22日至25日在佐治亞州薩瓦納召開了2009年ION全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)會議，與會者試圖構(gòu)建更好的GPS接收器。Hall說，他們把PXI系統(tǒng)拿到野外，從空中獲得了原始的衛(wèi)星信號。他解釋說，PXI背板既是命令總線也是數(shù)據(jù)總線，并且PXI Express能實時輸送獲得的I/Q樣本，直到占滿硬盤。人們?nèi)缓罂衫么鎯Φ臉颖緛磉\用和優(yōu)化接收器原型。

　　為了強調(diào)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(yīng)用，該公司院士Mike Santori于去年8月5日在NIWeek大會發(fā)表講話時說，NI公司成立了一個由通信專家組成的內(nèi)部研發(fā)團(tuán)隊。為了使公司的硬件和軟件的研制符合其預(yù)定計劃，團(tuán)隊成員們開發(fā)了一種LTE基站仿真器。

　　團(tuán)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(shè)計難題方面為團(tuán)隊帶來了學(xué)術(shù)與行業(yè)經(jīng)驗。Wong為NIWeek與會者們介紹了LTE帶來的挑戰(zhàn)(參考文獻(xiàn)2)。他說，當(dāng)LTE在今年推廣時，將支持300 Mbps數(shù)據(jù)速率，而如今常用的EDGE技術(shù)僅為500 kbps。LTE基站將每秒執(zhí)行20萬次2048點快速傅里葉變換(FFT)，并將包含300 Mbps Turbo碼解碼器，它們共同帶來了每秒數(shù)萬億次運算性能。Wong所在的團(tuán)隊利用一種PXI Express系統(tǒng)構(gòu)建了這種基站仿真器，該系統(tǒng)包含實時雙核控制器，后者與一塊PXI中頻收發(fā)FPGA板通信，而這塊板又為LTE基站發(fā)射器執(zhí)行物理層處理。一個PXI射頻上變頻器把輸出提供給被測器件。來自該器件的信號被輸送到射頻下變頻器，然后到達(dá)中頻收發(fā)FPGA板。

　　使用習(xí)慣

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

　　Hall承認(rèn)，用戶喜歡旋鈕和按鈕的感覺，并且首次接觸儀器自動化的用戶可能會發(fā)現(xiàn)編程想法很嚇人。他在大學(xué)讀的是電腦工程，但仍然發(fā)現(xiàn)C語言編程任務(wù)有些難。他說，圖形方式的LabView語言簡化了這項任務(wù)，并且該公司提供許多樣本程序來幫助新用戶入門。

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

　　Ziomek還說，Ztec公司那些更年輕的工程師們覺得模塊式規(guī)格用起來更舒服，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現(xiàn)測量自動化，而如果受限于傳統(tǒng)的臺式儀器，他們就必須人工多次重復(fù)測量。

　　最終，多種儀器規(guī)格都會有發(fā)展空間，廠商們對此將會加以利用。例如，Tektronix公司(Ziomek喜歡用該公司制造的傳統(tǒng)工程示波器來做實驗室工作)在NIWeek大會上說，它正在與NI公司合作開發(fā)一種10Gsps的3GHz PXI數(shù)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)帶給那些偏愛模塊式儀器體系結(jié)構(gòu)的客戶。Overhage說，他認(rèn)為PXI示波器和傳統(tǒng)示波器有不同的用途，并且預(yù)計新型PXI示波器(NI公司將負(fù)責(zé)營銷)的推出不會影響該公司那些受歡迎的傳統(tǒng)儀器的銷售