Signaaligeneraattorien ymmärtäminen Complex-testiympäristöissä

Nykyaikaisessa elektroniikka, testaus harvoin liittyy yhden, erillisen signaalin lähde. Systems-on-chip (SOC), langattomat viestintämoduulit, tutkajärjestelmät, ja sekasignaalien laitteet kaikki luottavat useita samanaikaisia ärsykkeitä validoida suorituskykyä realistisissa olosuhteissa. Valitsemalla yksikanavainen ja monikanavainen signaaligeneraattori on siksi päätös, joka vaikuttaa suoraan mittaus uskollisuus, kehitysnopeus, ja budjetin jakaminen. Tässä artikkelissa tarkastellaan teknisiä ja käytännön eroja kahden arkkitehtuurin, joka tarjoaa insinööreille puitteet vastaamaan generaattorin kyky testata monimutkaisuus.

Signaalikanavien rooli testauskompleksisuus

Signaaligeneraattorin kanava on enemmän kuin yksinkertainen lähtö; se kattaa koko signaaliketjun: aaltomuodon sukupolven moottori, modulaatio, taajuussynteesi, amplitudiohjaus, ja lähtöpiiri. Riippumattomien kanavien määrä määrittää, kuinka monta synkronoitua tai mielivaltaista signaalia voidaan tuottaa samanaikaisesti. Yksikanavaiset generaattorit ovat luonnostaan juoksevia, kun taas monikanavaiset instrumentit voivat jäljitellä monikanavaisia ympäristöjä, joissa modernit laitteet todella toimivat.

Yksikanavageneraattorit: Yksinkertaisuus ja rajoitukset

Yksikanavaiset signaaligeneraattorit ovat peruspenkkitestauksen työhevosia. Ne ovat tyypillisesti edullisempia, helpompi ohjelmoida ja vaativat vähemmän kalibrointia.

  • Matalan suodattimen taajuusvasteen todentaminen
  • Yhden toimintavahvistimen voittovaiheen luonne
  • Tunnetun ärsykkeen injektointi mikro-ohjaimeen ADC-syötteen avulla
  • Yksinkertaisen vastaanottimen herkkyyden testaaminen yhdellä taajuudella

Kuitenkin, kun testeissä vaaditaan vaiheyhtenäistä[] signaalia, [-aika-yhtenäistä[ modulaatiota tai [-interleader-relaves[] ärsyke-vaste lakaisuja, yksikanavainen generaattori saavuttaa nopeasti rajansa. Esimerkiksi kahden antennin välisen eristyksen mittaaminen MIMO-lähettimessä edellyttää kahden itsenäisen mutta vaiheislukitun signaalin lähettämistä samanaikaisesti. Yksikanavainen yksikkö voi suorittaa vain tämän mittausjakson peräkkäin, joka voi kaivata dynaamisen vuorovaikutuksen, kuten keskinäisen kytkennän -vaihdoksia[ lämpötilan tai tehon vaihtelun vuoksi.

Monikanavageneraattorit: Synkronointi ja skaalattavuus

Monikanavaiset signaaligeneraattorit tarjoavat kahdesta kymmeneen kertaan synkronoituja lähtöjä, joista jokainen pystyy tuottamaan erillisiä aaltomuotoja. Kriittinen tekninen ero on []vaiheinen johdonmukaisuus [ kanavien välillä: kaikki lähdöt ovat peräisin yhteisestä viitekellosta ja usein jakavat paikallisia oskillaattorisignaaleja, joten niiden suhteellinen vaihe pysyy vakiona ja ennustettavissa. Tämä kyky on välttämätön seuraavien kannalta:

  • Emuloidaan vaiheittaisia tutkasäteitä, joissa on itsenäinen vaihesiirtymä elementtiä kohti
  • Raidevälin kuljettajan testaaminen täydentävällä rautatie- ja rautatiesignaalilla
  • Moniväylän haalistumisen simulointi langattomissa kanavaemulaattoreissa
  • Luodaan neliulotteisia (I/Q) basebandisignaaleja vektorimodulaatioanalyysiä varten

Modernit monikanavageneraattorit tukevat myös kanava-kanava-swew-säätöä [ pikosekunnin resoluutioon asti, mikä mahdollistaa tarkan ajoituksen sekamuotoisissa sovelluksissa, kuten useiden ADC-laitteiden samanaikaisessa näytteenotossa.

Avainhuomioita valittaessa signaaligeneraattori

Kanavamäärän lisäksi useat tekniset parametrit määrittävät, soveltuuko generaattori tiettyyn monimutkaiseen testiin. Seuraavassa alaluvussa esitetään tärkeimmät tekijät.

Vaiheiden johdonmukaisuus ja ajoitus Tarkkuus

Jos testeissä käytetään useita syöttötietoja. Kuten lineaarisuusmittauksessa, jossa käytetään muunnossekoittimen lineaarisuutta, joka edellyttää erillisiä RF- ja LO-signaaleja. Kanavien välinen vaihekonsentraatio vaikuttaa suoraan modulaatiotuotteiden tarkkuuteen. Epäyhtenäiset generaattorit ottavat käyttöön satunnaisen vaiheen siirtymän, joka näkyy meluna mitatussa taajuudessa. Monikanavaiset generaattorit, joissa on jaettu viite [ ja [], poistavat tämän siirtymän. Avainten tekniikka- ja käyttöohjeen mukaan faasin johdonmukaisuus mikroaaltotaajuuksilla on mahdollista ainoastaan monikanavaisilla rakenteilla, joilla on yhteinen paikallinen oskillaattoriketju [Keysight Application Note 5992-3788EN]]].

Kaapelinleveys ja taajuus

Yksikanavaiset generaattorit tarjoavat usein laajempaa kaistanleveyttä kanavaa kohti, koska ne voivat suunnata kaikki sisäiset resurssit (DAC-näytteenottonopeus, muistisyvyys ja lähtövahvistin) yhdelle signaalitielle. Monikanavaisten instrumenttien on jaettava nämä resurssit, toisinaan pienentämällä suurinta kaistanleveyttä kanavaa kohti. Esimerkiksi nelikanavainen 40 GHz:n generaattori voi tuottaa vain 20 GHz:n kanavaa kohti, kun kaikki neljä ovat aktiivisia. Insinöörien on tarkistettava, että monikanavaisen yksikön kaistanleveys vastaa niiden testin Nyquist- ja harmonisia vaatimuksia.

Modulaatiokyky ja Mielivaltaiset aaltomuodot

Nykyaikaiset testausmenetelmät vaativat enemmän kuin pelkkiä siniaaltoja. []Arbitraarin aaltomuodon generointi (AWG), [[]iQ-modulaatio[[], ja -taajuuden sykkeen muotoilu[[]] ovat yhteisiä vaatimuksia. Yksikanavaisissa generaattoreissa AWG-muisti on täysin käytettävissä yhden aaltomuodon osalta, mikä mahdollistaa pidemmän toiston kestot tai korkeammat näytteenottotaajuudet. Monikanavaisissa yksiköissä aaltomuotomuisti on joko jaettu eri kanaville (monimutkaisuuden rajoittaminen) tai kaksoiskappalettu (lisäkustannukset) .](Rohde & Schwarz Valkoinen kirja Multi-Channel AWG:sta) [FLT][FLT korostaa, että monikanavainen AWG, jolla on itsenäinen muistitaso, on ratkaiseva tekijä, kun kanavaiset kanavaiset aaltomuistit ovat kanavakohtaiset interferent EMC-ection-testausssa [FLT:

Kustannus vs. testivaatimukset

Korkean kanavan yksikanavainen generaattori voi maksaa puolet niin paljon kuin vastaavan nelikanavaisen yksikön, mutta kokonaiskustannukset omistajuuden sisältää testiaika ja mittaus epävarmuus. Jos monikanavainen testi voidaan suorittaa yhden pass monikanavainen generaattori vastaan useita setups yksikanavainen yksikkö, työ-ja laitteiden seisokki säästöt usein oikeuttaa palkkio. Lisäksi jotkut monikanavaiset mallit tarjoavat modulaarinen arkkitehtuuri[], joka mahdollistaa ostokanavat asteittain upfront-investointien vähentäminen säilyttäen samalla päivityspolut.

Käytännön testiskenaariot

Kuvatakseen kompromisseja, on tarkasteltava neljää edustavaa testitapausta.

Yksinkertainen komponenttien luonnehdinta

Yhden induktorin testaaminen vaatii vain yhden sine-lakaisun. Yksikanavainen generaattori verkkoanalysaattoriin riittää. [Multikanavakapasiteetti ei tuo lisäarvoa tähän[; sen käyttäminen tuhlaisi resursseja. Benkkiteknikkojen tulisi pitää luotettava yksikanavainen yksikkö saatavilla tällaisiin rutiinitehtäviin.

Sekamuotoinen ja järjestelmällinen testaus (SEC)

SoCs usein sisältää useita kelloja, ADC-, DAC- ja digitaalisia rajapintoja. Koko sirun validointi realistisissa olosuhteissa edellyttää järjestelmän kellon, moduloidun RF-syötteen ja digitaalisen ärsykkeen samanaikaista soveltamista. Monikanavainen signaaligeneraattori synkronoitujen analogisen ja digitaalisen lähdön (usein digitaalisen kuviogeneraattorin kumppanin kautta) avulla kattava luonnehdinta [] ristipuhelimien, tehonsyöttömelun kytkentä ja ajoitusmarginaalit yhdessä asennuksessa. Tektronix-sovellusmuistiinpanot sekamuotoisista debug-laitteista korostavat, että monikanavaiset lähteet vähentävät riskiä puuttuvien jaksoittaisten korrelaatiovirheiden (Tektronix Seka-Signal Debug Application Note).

Tutka- ja viestintäjärjestelmän testaus

Vaiheistettu tutkajärjestelmä vaatii kunkin antennielementin osalta riippumatonta vaihe- ja amplitudiohjausta. Monikanavainen generaattori, jonka kanavakohtainen vaiheiden välinen johdonmukaisuus on parempi kuin 1°, voi jäljitellä säteenohjausta ja monikohdeskenaarioita järjestelmän integrointitasolla. Samoin 5G NR-tukiaseman vastaanottimen testaus .Sen kyky käsitellä monikäyttöisiä häiriöitä edellyttää useita synkronistettyjä signaaleja, joissa on määritelty viivelevitteet. Näissä tapauksissa yksikanavaiset generaattorit eivät yksinkertaisesti ole elinkelpoisia; vain monikanavainen ratkaisu voi tarjota -isotollisen ja ajallisen monimuotoisuuden [].

Sähkömagneettisen yhteensopivuuden testaus (EMC)

Suoritetut häiriönsietotestit IEC 61000-4-6:ssa edellyttävät injektointia AM-moduloituun häiriöön useisiin kaapelikilpiin samanaikaisesti. Yksikanavaisia generaattoreita voidaan käyttää ulkoisten yhdistelmien kanssa, mutta ristituoli ja tehonsietokyky ovat ongelmallisia yli 100 MHz:n taajuuksilla. Monikanavaiset generaattorit, joissa on tehoseuranta, yksinkertaistavat asennusta ja parantavat toistettavuutta. Analogiset laitteet. EMC-testilähteiden sovellushuomautus toteaa, että monikanavaiset arkkitehtuurit, joissa on erilliset lähtövaiheet, vähentävät maalinjakytkimiä [Analogiset laitteet, EMC-testilähteet][]].

Kehittyvät suuntaukset: Software-määritellyt instrumentit ja modulaarinen alustat

Yksikanavaisten ja monikanavaisten generaattoreiden välinen linja on hämärtymässä [-ohjelmistojen määrittelemien instrumenttien [ ja []-modulaarinen PXI/LXI-alustojen [] tulosta. Näissä järjestelmissä kanavien määrä määräytyy liitäntömoduulien lukumäärän mukaan, ja jokaisen mahdollisesti toimivan itsenäisesti tai synkronisesti suurnopeustasaistavan kautta. Koneenkäyttäjät voivat aloittaa yhden kanavan moduulilla ja lisätä myöhemmin lisää kanavia hylkäämättä olemassa olevia laitteita. Tämä lähestymistapa tarjoaa joustavuutta, mutta edellyttää huolellista huomiota synkronointiinfrastruktuuriin.

Päätelmät

Yksikanavaisten ja monikanavaisten signaaligeneraattorien valinta ei ole binääripäätös vaan spektri, joka määritellään testikompleksisuuden, mittaususkollisuuden ja budjetin perusteella. Erillisissä matalataajuisissa komponenttitesteissä yksikanavainen generaattori on edelleen kustannustehokkain ratkaisu. Koska testiskenaarioissa on kuitenkin useita toisistaan riippuvaisia signaaleja. Jos SoC-validointi, tutkajärjestelmän integrointi tai EMC-vaatimusten noudattaminen. Monikanavaiset generaattorit, joiden vaiheiden johdonmukaisuus, riippumaton muisti ja ajoitus ovat välttämättömiä, niiden tulisi arvioida paitsi nykyisiä testitarpeita myös odotettuja järjestelmätason vaatimuksia, jotta vältetään alisijoittaminen testivalmiuksiin. Ymmärtämällä tässä kuvatut arkkitehtoniset kauppa-off-off-arvot testiin asentajat voivat varmasti valita signaaligeneraattorin arkkitehtuurin, joka nopeuttaa kehitystä ja vähentää epävarmuutta monimutkaisissa sähköisissä malleissa.