ДЖИМ АРМЕНТРАУТ (JIM ARMENTROUT), KEYSIGHT TECHNOLOGIES, INC.Производители новых мобильных электронных устройств стремятся сократить расходы и одновременно повысить характеристики этих устройств и расширить их функциональные возможности. Но чем сложнее такие устройства, тем больше дополнительных тестов требуется для их проверки, а это значит, что необходимо повышать быстродействие новых систем тестирования. Системы тестирования должны обеспечивать высокую точность, воспроизводимость результатов измерений, расширенные возможности измерений и производительность, удовлетворяющие потребности производителей в условиях быстрого развития рынка.
При переходе к новой или модернизированной тестовой платформе неизбежны определенные трудозатраты и риски. Производителю потребуется освоить или адаптировать соответствующее программное обеспечение и, возможно, потратить месяцы или даже годы, чтобы оценить конфигурацию системы тестирования на предмет ее соответствия стоящим задачам, которая, в итоге, может оказаться неприемлемой. Составление сценариев тестирования предполагает наличие опыта программирования, а для испытания сложного оборудования необходимы глубокие знания в области метрологии. Чтобы составить правильную комбинацию приборов, отвечающую конкретным потребностям испытаний, следует оценить, в первую очередь, характеристики контрольно-измерительного оборудования. Затем нужно решить проблему интеграции приборов и программного обеспечения в систему тестирования, чтобы оптимизировать производительность и точность измерений. Возможно, вам еще не раз придется изменять конфигурацию приборов, параметры и алгоритмы измерений, чтобы постепенно разработать методику, которая позволит достичь заданных целей тестирования. При создании решения для тестирования инновационных устройств проверка характеристик приборов и программного обеспечения, объединенных в единую систему, оказывается затруднительной, и инженерам приходится решать проблемы, связанные как с исследуемым устройством, так и с характеристиками системы тестирования. Получить требуемую систему тестирования можно только при условии решения всех этих системных проблем.
Сжатые циклы проектирования вынуждают специалистов по тестированию искать альтернативные решения, основанные на существующих решениях других производителей. Компания Keysight оптимизировала конфигурации аппаратного и программного обеспечения для решения определенных задач, возникающих в процессе тестирования. Некоторые конфигурации снабжены примерами программ с открытым исходным кодом и предлагаются компанией Keysight как Типовые решения.
Что такое Типовые решения?
Типовые решения Keysight — это сконфигурированные системы тестирования, в состав которых входит несколько контрольно-измерительных приборов в модульном (PXI, AXIe) или настольном формате с соответствующими программными драйверами, измерительными алгоритмами и примерами программ. Приборы выбираются исходя из оптимального быстродействия и производительности для конкретных приложений, а также используются преимущества модульных приборов, такие как гибкость и масштабируемость. Отметим, что Типовые решения применимы как для сегодняшних, так и для будущих задач, которые раньше казались невыполнимыми. В расширенном специализированном Типовом решении можно использовать прибор любого типа. Например, модульные быстродействующие генераторы сигналов в формате PXI применимы для производственного тестирования беспроводных устройств, а высокопроизводительные и высококачественные модульные генераторы сигналов произвольной формы в формате AXIe — для научных исследований или имитации сигналов РЛС.
Типовые решения охватывают аналоговые, цифровые и ВЧ/СВЧ-приложения, каждое из которых предъявляет уникальный набор требований к контрольно-измерительному оборудованию и порождает проблемы, которые должны быть решены (рис. 1).
Рис. 1. Приложения с особыми требованиями к тестированию, часть которых покрывается Типовыми решениями
Практическое преимущество Типовых решений Keysight заключается в том, что каждое из них было разработано и успешно реализовано в реальных условиях. Усовершенствования, сделанные в соответствии с запросами заказчиков, улучшили характеристики, которые наиболее важны для конкретных приложений. Создание Типового решения Keysight представляет собой сложную и трудоемкую задачу по разработке системы тестирования, включая выбор приборов и программного обеспечения, конфигурирование и проверку. Гибкость при разработке решений позволяет инженерам добавлять процедуры тестирования, измерительные каналы, измерения и собственные алгоритмы для конкретных приложений. С помощью Типовых решений Keysight инженеры могут создавать системы тестирования, наиболее точно соответствующие техническим требованиям. Для этого рекомендуется реализовать полное Типовое решение, а затем доработать его в соответствии с конкретными планами тестирования.
Примеры Типовых решений
Типовое решение для тестирования беспроводных устройств позволяет инженерам одновременно и быстро проверять сигналы нескольких антенных элементов и анализировать модуляционные и ВЧ-характеристики, чтобы обеспечить точную синхронизацию и высокое качество сигналов при агрегировании несущих и формировании диаграммы направленности систем MIMO. Типовое решение Keysight для тестирования многоканальных конфигураций LTE/LTE-A — это компактная система в формате PXI для генерации и анализа сигналов, предлагающая до 8 синхронизированных фазово-когерентных каналов. Для создания сложных сигналов LTE-A используется ПО Signal Studio, а для подключения нескольких анализаторов — ПО 89600 VSA/ WLA. Это решение можно сконфигурировать в соответствии со специальными потребностями тестирования устройств беспроводной связи.
Рис. 2 Типовое решение для многоканальных конфигураций LTE/LTE-A
При производственном тестировании усилителя мощности/выходного модуля с помощью Типового решения, использующего 2-портовый векторный анализатор цепей, можно измерять характеристики пассивных компонентов выходного модуля, чтобы повысить скорость передачи данных и уменьшить производственные расходы. Ускоренные измерения цифровых предыскажений с или без обратной связи и измерения с отслеживанием огибающей выполняются в течение десятков миллисекунд. Типовое решение Keysight для тестирования и измерения характеристик ВЧ-усилителя мощности/модуля сопряжения позволяет получать характеристики модулей УМ ВЧ для различных мобильных устройств. С его помощью можно измерять S-параметры, мощность, мощность в соседнем канале, нелинейные искажения и параметры демодуляции.
Рис. 3. Типовое решение для тестирования ВЧ-усилителя мощности/модуля сопряжения
Типовое решение Keysight для многоканального тестирования антенн, объединяющее аппаратные и программные средства, позволяет калибровать узкополосные антенны. Гибкость конфигурации системы тестирования обеспечивается возможностью добавления каналов, применением опций понижающего преобразования частоты в приемных каналах антенны, выбором полосы анализа и источников ВЧ-/СВЧ-сигналов. Основные компоненты этого решения — векторный анализатор сигналов, векторный генератор сигналов, векторный анализатор цепей, цифровой формирователь испытательных сигналов, ускоритель измерений и ПО Signal Studio.
Рис. 4. Типовое решение для многоканального тестирования антенн
Для разработки систем 5G можно использовать Типовое решение исследования каналов. Благодаря гибкости аппаратных и программных средств это решение обеспечивает передачу и измерение сигналов миллиметрового диапазона, формирование и анализ широкополосных сигналов и обработку данных в режиме реального времени. В состав системы тестирования входят широкополосный дигитайзер, аналоговый генератор СВЧ-сигналов, векторный генератор сигналов, генератор сигналов произвольной формы, ПО VSA и ПО Waveform Creator.
Рис. 5. Типовое решение для исследования каналов 5G
Выводы
Типовые решения Keysight разработаны для решения проблем тестирования в конкретных приложениях. Каждое решение — это практический опыт работающих у заказчика инженеров-разработчиков и исследователей, объединенный с опытом специалистов компании Keysight по разработке контрольно измерительного оборудования и программного обеспечения для систем тестирования. В результате различных форм сотрудничества появились передовые системы тестирования, которые позволят инженерам сократить цикл разработки устройств и ускорить их продвижение на рынок. Измерительные системы на основе проверенных комбинаций приборов и программного обеспечения можно быстрее внедрять, адаптировать и модернизировать для удовлетворения текущих и будущих требований к испытаниям, используя предоставленную документацию и примеры программ.
