PXI和LXI實(shí)現(xiàn)通信測(cè)試自動(dòng)化

　　LXI儀器在微波領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)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(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(lái)測(cè)試電纜阻抗特征。

　　NI公司提供PXI硬件和軟件定義儀器測(cè)試能力來(lái)促成多標(biāo)準(zhǔn)通信設(shè)備的測(cè)試，其中包括對(duì)GPS、藍(lán)牙、Wi-Fi、WiMax的支持。

　　從臺(tái)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(dú)的硬件總線。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(shè)你想同步兩臺(tái)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(shuō)‘使用PXI一號(hào)觸發(fā)線’，一切都搞定。從時(shí)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(shì)。” Hall詳細(xì)說(shuō)明了PXI對(duì)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好處，特別是對(duì)于涉及MIMO無(wú)線電的測(cè)量。如果利用傳統(tǒng)儀器，他說(shuō)：“執(zhí)行這些測(cè)量的方式就是買(mǎi)兩臺(tái)矢量信號(hào)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(jī)箱里。”

　　Hall引用了另一個(gè)通信例子。美國(guó)導(dǎo)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?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)會(huì)議，與會(huì)者試圖構(gòu)建更好的GPS接收器。Hall說(shuō)，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(hào)。他解釋說(shuō)，PXI背板既是命令總線也是數(shù)據(jù)總線，并且PXI Express能實(shí)時(shí)輸送獲得的I/Q樣本，直到占滿硬盤(pán)。人們?nèi)缓罂衫么鎯?chǔ)的樣本來(lái)運(yùn)用和優(yōu)化接收器原型。

　　為了強(qiáng)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(huì)發(fā)表講話時(shí)說(shuō)，NI公司成立了一個(gè)由通信專(zhuān)家組成的內(nèi)部研發(fā)團(tuán)隊(duì)。為了使公司的硬件和軟件的研制符合其預(yù)定計(jì)劃，團(tuán)隊(duì)成員們開(kāi)發(fā)了一種LTE基站仿真器。

　　團(tuán)隊(duì)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(jì)難題方面為團(tuán)隊(duì)帶來(lái)了學(xué)術(shù)與行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。Wong為NIWeek與會(huì)者們介紹了LTE帶來(lái)的挑戰(zhàn)(參考文獻(xiàn)2)。他說(shuō)，當(dāng)LTE在今年推廣時(shí)，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(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(shù)萬(wàn)億次運(yùn)算性能。Wong所在的團(tuán)隊(duì)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(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(zhǎng)TE基站發(fā)射器執(zhí)行物理層處理。一個(gè)PXI射頻上變頻器把輸出提供給被測(cè)器件。來(lái)自該器件的信號(hào)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(tái)式儀器用戶(hù)，從事某個(gè)LXI和PXI都適合的應(yīng)用，那么在轉(zhuǎn)向自動(dòng)化時(shí)，你對(duì)平臺(tái)的選擇可以圍繞你的經(jīng)驗(yàn)、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PC在測(cè)試應(yīng)用中的廣泛使用，把測(cè)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(tái)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(rèn)，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(xiàn)編程想法很?chē)樔恕Ｋ诖髮W(xué)讀的是電腦工程，但仍然發(fā)現(xiàn)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(xiàng)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(guī)格在內(nèi)的數(shù)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(yàn)室中做測(cè)量，那么他會(huì)自然傾向于拿一臺(tái)Tektronix示波器來(lái)用。他指出了一些實(shí)際的考慮事項(xiàng)。例如，如果你想在給被測(cè)的PXI示波器做上電循環(huán)的同時(shí)做測(cè)量，那么你將需要兩個(gè)PXI機(jī)箱，一個(gè)用于被測(cè)的示波器，一個(gè)用于測(cè)試設(shè)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(tǒng)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(guī)格用起來(lái)更舒服，并且很喜歡在平板PC上運(yùn)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(xiàn)測(cè)量自動(dòng)化，而如果受限于傳統(tǒng)的臺(tái)式儀器，他們就必須人工多次重復(fù)測(cè)量。

　　最終，多種儀器規(guī)格都會(huì)有發(fā)展空間，廠商們對(duì)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(tǒng)工程示波器來(lái)做實(shí)驗(yàn)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(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(ài)模塊式儀器體系結(jié)構(gòu)的客戶(hù)。Overhage說(shuō)，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(jì)新型PXI示波器(NI公司將負(fù)責(zé)營(yíng)銷(xiāo))的推出不會(huì)影響該公司那些受歡迎的傳統(tǒng)儀器的銷(xiāo)售