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技術,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,生產廠家和用戶共同面臨的一個問題是缺乏統一的,能滿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,會發現合成體系結構所獨有的隱含著的要求,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,如基帶開關模塊所消耗的功率要比RF小得多。

　　經驗教訓告訴我們,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,亦無法解決計算機總線標準和靈敏的RF信號之間的隔離問題,另一個需要關注的事項是,插卡箱規格相關的過度緊張物理要求導致有限的模塊可使用性,在生產廠家由機柜式儀器轉而生產SI模塊時,會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帶寬和等待時間常常是模塊設計的決定性因素?；鶐谀K之間驅動大量的數據,產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議來說,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,開關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間;后者是機械開關和衰減器動作時間。對多數應用,激勵源、響應和基帶模塊之間的同步時間僅為數十毫微秒,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10MB/S量級數據總線帶寬的大系統中,基帶模塊需用帶寬超過50MB/S的高速數據總線連接的。雖然這些要求會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應用的出發點。

 

　　圖1 一般的SI體系結構

　　LXI功能性和性能

　　LXI是以太網技術在測試自動化領域的應用擴展。LXI主要是一個定義Ethernet802.3基接口技術實施綱要的功能性接口規范,旨在保證嵌入式IEEE1588協議基儀器間的互操作性,并提供所需的觸發功能。此外,它還規定了相關的布線觸發總線,為關鍵性應用提供增強的觸發同步功能。

　　國際LXI協會初步將基于LXI的儀器分為3個等級：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同工作;等級B擁有等級C的一切能力,并且加上了IEEE1588網絡實踐同步標準;等級A擁有等級B的一切能力,同時具備硬件觸發能力。