通用测试产品主要包括有示波器、频谱分析仪、信号发生器、逻辑分析仪、任意波形发生器、万用表、网络分析仪,测试测量仪器,它们被广泛应用于电子设备行业,其用户也涵盖了包括消费电子、汽车、国防、教育、政府、半岛体制造、通信等诸多行业。测试技术发展到今天,成就有目共睹,人类社会向高速信息化发展地过程中,测试技术、设备一直默默无闻地发挥推手做用。
实际上它们已经无处不在了:无处不在地各种无线技术,极大地方便了人们之间的沟通和信息交换,这需要基于RF技术测试验证作为保障;数字视频技术应用遍地开花,欣赏高清晰度地电影电视画面成为生活地重要部分,可视电话已经不在是技术问题、数字视频早已取代书籍、报纸成为人们获得信息的首选来源,种类繁多地数字视频对测试技术前所未有地依赖;互联网把人类联结成一个巨大地信息社会,无数高性能信息处理节点承载着信息社会高速发展地重任,高性能意味着巨大的计算量,意味着高速数据交换,这使得保障高速数据交换的测试环节面临很大挑战;嵌入式技术已经不再是抽象地技术名词,在新兴地消费电子领域、汽车电子、工业电子、医疗电子领域发挥着日益重要的作用,虽然对性能地要求相对不高,但是作为一个独立的系统或子系统,它往往不是单独面对一个问题,这就使得针对嵌入式设计的测试技术、设备要有充足地准备。
实验室中需要一台能够处理一切事务的示波器
示波器作为必不可少的测试设备,发展也日新月异,2008年7月1日力科推出的WavePro 700Zi系列通用示波器,就将性能提升了至少一个数量级,将其他竞争对手远远抛在后面。不过仅仅提升性能并不意味着夺取市场主动,从图中我们可以看到,在典型地嵌入式设计领域,设计人员对接入各种复杂地测试设备感到头痛,在保障设计品质地情况下,能够尽量简化测试设备接入操作是很幸福地一件事,当然示波器地性能要足够强悍。因此,可以很明显地看出,示波器在不断改进性能的同时,对功能的不断完善将是测试设备商们关注地焦点。
RF应用推动通信测试发展
目前,几乎所有的无线通信技术都依赖数字RF技术,数字RF应用的迅速扩大,推动了包括移动通信和频谱管理在内的大量来自应用的测量需求,它们超出了现有扫频分析仪和矢量信号分析仪的能力范围。3G手机、WiFi、WiMAX的应用,使得数字RF信号承载着复杂的调制,这对测试设备提出新的挑战。另外无线信号的干扰问题变得日益突出,这些复杂的RF信号在不同时点之间变化、跳频,短时间内达到尖峰,然后消失,这些瞬态信号和随时间变化的传输技术帮助RF设备避免干扰,使峰值功率达到最大,通常可以避过检测。找到并确定滥用无线电频谱的RF发射器的位置是一个极具挑战性的过程,特别是在减轻风险及反应时间至关重要时。复杂的无线环境,要求部分设计工作台转向现场,从而推动从信号发生器、信号分析仪到频谱分析仪的诸多测试设备进入新的时代。
力科改变通用示波器收集信息的方式
日前,力科公司推出了WavePro 700Zi系列示波器,将通用示波器的性能再度提升一个档次。700Zi系列在所有信道上实现了20 GS/s的采样率、在通道复用时实现了40 GS/s的采样率,提供了长记录长度(标配10 Mpts/ch,选配高达128 Mpts/ch),WavePro 700Zi系列示波器分成1.5, 2.5, 3.5, 4和6 GHz 带宽。在1.5 GHz - 6 GHz时同时提供了1 MΩ和50Ω输入及各种探头、选项和附件,使得工程师能够解决任何设计挑战。此外,由700Zi系列衍生除了一系列专用测试设备:SDA 700Zi系列串行数据分析仪分成2.5, 3.5, 4和6 GHz 带宽;DDA 700Zi系列磁盘驱动器分析仪分成3.5和6 GHz 带宽。
X-Stream II流式结构——杰出的性能设计
通过采用力科独有的X-Stream II 快速吞吐量流式结构,WavePro 700Zi系列使得工程师可以轻松使用长采集存储器。这种结构采用可变波形段长度,改善CPU高速缓存效率。与传统数字示波器相比,WavePro 700Zi系列在处理长记录时速度惊人提高了10~20倍,而传统数字示波器则处理一种长度的全尺寸波形,忽略了CPU结构。X-Stream II 采用Intel Core 2 Quad 处理器、高速数据总线、64位操作系统及高达8 GB的RAM,擅长于长采集和实现深入的洞察力。通过深入洞察和了解复杂的波形行为,X-Stream II使得工程师提高了工作效率和生产力。
WavePro 700Zi能够在短时间内捕获几百万次测量数据,并缩短查找异常事件所需的时间,特别有助于成功地进行调试。WavePro 700Zi系列包含许多新工具(如TriggerScanTM)和新功能(如SMART触发、200ps脉宽触发和80位/3.125 Gb/s高速串行码型触发),可以协助设计工程师进行调试。此外,全功能WavePro 700Zi系列中还提供了其它力科示波器中以前提供的工具,如力科WaveStreamTM快速查看模式、WaveScanTM高级搜索和分析、低速串行触发(I2C, SPI, UART-RS232, CAN, LIN和FlexRay)、MS-250和MS-500 4+36混合信号选项。从1.5 GHz~6 GHz,WavePro 700Zi系列提供了任何其它示波器中没有提供的功能。
TriggerScan每秒可以检测和捕获更多的异常事件,它使用高速触发硬件,检测不想要的行为,然后在余辉模式下捕获和显示这些行为,进行额外的分析,采取进一步措施。TriggerScan只捕获感兴趣的信号,在几分钟内、而不是在几个小时内提供答案。在更长的捕获时间或更高的采样率下,其检测和捕获功能几乎没有劣化。由于使用硬件触发只捕获异常事件,因此TriggerScan在迅速查找异常事件方面更加高效。
更灵活、更强大的工具
X-Stream II架构快速吞吐量流式结构提供了最快的示波器 FFT计算时间,在频域中实现了更高的频率分辨率和更深入的洞察力,而无需以时间为代价。一种称为WPZi-SPECTRUM的新选项为测量功率密度、实数、虚数和幅度平方FFT类型提供了额外的频谱分析功能。它还包括多种控制功能,仿真频谱分析仪的大部分行为,如解析带宽、中心频率和跨度。参数数学运算提供了示波器中最快速、最准确的计算功能,达到每秒750,000次测量。可以由任意两个标准参数或自定义参数加减乘除参数。8个数学/缩放函数提供了综合数学运算功能。WavePro 700Zi系列还选配各种力科工具,如Tracks、趋势、直方图和数字滤波器。力科工具箱非常灵活,可以用于各种参数或波形,工程师利用这些工具更快地获得答案,可以说WavePro 700Zi系列突破性的性能改变了工程师使用示波器收集信息的方式。
吉时利抢攻WiMAX测试市场
经过多年发展,无线通信的射频技术逐渐呈现清晰脉络,目前有两个主要分支,一是以手机为终端的应用,从最早的蜂窝电话,到现在3G、未来的3.5G乃至LTE;另一个是以无线Internet为应用终端,从个人局域网WiFi到更大范围的城域网络WiMax;从最早的音频到现在视频、多媒体应用,越来越多的应用通过无线通信得以实现,功能日益强大,同时这也使得无线信号也变得越来越复杂,对设计和测试的诸多环节提出挑战。
WiMAX信号是当前世界上最复杂的调制方式之一,它在一种非常强大的多功能系统中融合了多种技术,其中包括,带宽超过20MHz,可配置2000个以上的副载波,具有很高的峰-均功率比,同时支持SISO和MIMO射频配置结构。相比之下,传统的2.5G GSM手机信号则简单太多,只有 1个载波,调制信号也只有一种GSMK。此外,WiMAX同时使用多种调制方式比如QPSK,16、32、64(QAM)等等,它的调制又会分解到各个子载波中,由于WiMAX有2000多个子载波,每一个子载波可能有不同的调制方式,这就造成了它的信号非常复杂,也就是说WiMAX信号产生和测试都是非常复杂的,这种复杂性增大了制造商面临的测试挑战,同时也给测试设备厂商带来机遇。
吉时利(Keithley)仪器公司日前宣布了一套信号生成与分析工具,扩展了射频测试功能,实现对WiMAX信号的测试。吉时利射频测试方案建立在2820型射频矢量信号分析仪和2920型射频矢量信号发生器基础上。由于这些测试仪器采用了新一代基于DSP的软件无线电(SDR)架构,因此能够精确地实现非常高速的测量操作。
基于SDR架构的吉时利仪器能有以高度的灵活性实现方便而低廉的产品升级,而且吉时利这些信号分析仪或信号发生器也能够应用于自动化生产环境中,或者用于单独台式测试应用。测试系统覆盖了从400MHz~4GHz频率范围,在需要进行WLAN测量的情况下可达6GHz的高频。覆盖2.4GHz以下低频范围已变得越来越重要,因为400MHz~700MHz频段正在向新的移动无线通信服务开放,有消息显示其中有可能采用WiMAX方案。
2820、2920、SignalMeister提供完整WiMAX测试解决方案
2820型射频矢量信号分析仪专门针对生产测试环境下无线器件的自动化测试应用以及新产品与设备的研发进行了优化。相比同类仪器,它在生产测试中测量速度快3倍,仅占用一半空间,而成本只相当于同类产品一半。即使对于在射频测量领域只有普通培训程度、背景知识或实际经验的用户也能够快速上手,能够满足包括无线器件、收发器模块和射频组件等在内的很宽范围内的测量需求。
2820型射频矢量信号分析仪在设计上是与2920型射频矢量信号发生器配合使用。这两个系列仪器构成了功能强大的射频测试与测量解决方案,大大缩短了射频器件测试所需的时间,降低了固定设备成本。SignalMeister波形创建软件是与这两个系列射频测试仪器配合使用的一种工具,它能够创建符合WiMAX和WLAN无线连接标准以及3GPP和3GPP2蜂窝标准的所有信号。作为一个可扩展软件平台,用户能够在一个开发环境中创建出符合多种信号标准的信号波形,允许用户有选择性地叠加信号衰减和信道传输模型。
泰克SA2600手持式实时频谱分析仪——一切为了现场
泰克公司日前宣布,推出SA2600新型手持式实时频谱分析仪,实现了真正的实时DPX实时RF成像功能,为发现过去传统频谱分析仪和批处理矢量信号分析仪漏掉的瞬态短频谱事件提供了实用的解决方案。采用DPX技术的全系列实时频谱分析仪,可以广泛用于现场测试和设计平台中。
DPX技术把 庞大的实时RF数据转化成一目了然的视图
在现场测试工作中,RF工程师比以前更需要查看随时间变化的RF信号的准确细节。实时处理已经大大改善了这些RF信号的采集能力,保证100%的侦听概率。
泰克SA2600和H600系列手持式实时频谱分析仪内部部署的独特的DPX波形图像处理器技术生成实时RF频谱画面,使得工程师能够查看以前从不知道存在的RF信号不稳定性和瞬变。DPX技术大大改善了频谱更新速率和信息显示能力,把大量的RF数据转化成一目了然的视图,清楚地显示哪里存在异常信号。
通过采用并行处理结构,SA2600/H600中的DPX波形图像处理器技术每秒分别处理>2,500个或>10,000个频谱测量,显示实时频谱。其信息要比没有DPX的任何其它传统频谱分析仪高出几个量级,最大限度地缩小了扫频分析仪和矢量信号分析仪之间固有的分析差距。
通过把时域信号连续转换到频域中,DPX技术为同时显示频繁的事件和不频繁的事件提供了一种手段,以远远高于人眼能够感受到的帧速率提取和实时计算离散傅立叶变换(DFT),并把它们转换成直观的全面活动的画面。
可变颜色等级余辉会保持异常信号,直到能够看到这些信号,因此这些分析仪有助于揭示难检的毛刺和其它瞬时事件。在每次更新时,都将记录捕获带宽中每个频率上的功率电平值,并通过在显示屏上改变颜色,来显示每个频率上入射功率随时间变化情况。这为DPX显示提供了清晰的显示,可以揭示位于随时间变化的频谱包络峰值幅度以下的频谱信息。
通过DPX技术,SA2600和较早发布的H600手持式实时频谱分析仪可以捕获和分析很宽的频率跨度,把庞大的数据实时转换成容易理解的屏幕显示。这为现场测试仪器提供了全新的RF信号洞察力和诊断能力,可以诊断各种RF应用。
环境适应力强
从小型无线电维修站到现场频谱干扰管理,SA2600手持式实时频谱分析仪为各种应用提供了理想的解决方案。SA2600便于携带,提供了大显示屏,不仅可用于实验室环境中,也可以用于全天24小时电池操作的现场环境中,在选配第二块电池时,SA2600在连续频谱模式下可以在现场工作5个小时。借助经过实地验证的信号发现工具,SA2600可以迅速扫描RF环境,定位干扰源。即使问题很复杂,仪器布局的设计方式仍有助于帮助减少用户出错的可能。SA2600拥有大量的独特功能,如可视和声音RSSI指示灯和集成GPS测量地图功能及方向查找矢量,可以简便地定位信号发射装置。SA2600可以以100%概率侦听500μS以上的信号,带有易懂的频谱图,为考察RF频谱、绘制接收信号强度、解决频谱干扰争议提供了理想的工具。它为执行部署前分析、信号强度勘测或调试干扰的工程师以及需要适合当前RF系统的便携式测量功能的法规机构提供了完美的解决方案。
测试设备呈现发展趋势
从近期发布的各种测试设备来看,呈现出如下特点
1.性能大幅提升:比如力科的WavePro 700Zi系列通用示波器,Tek的SA2600频谱分析仪,提示幅度都是以数量级来衡量,而不是百分比,这主要是基于新兴的无线通信和消费电子产品的高速发展.
2.便携应用越来越多:这主要是基于日益增多的现场测量需求,因而测试设备制造商在考虑性能的同时要考虑设备的便携性与可靠性.
3.人性化操作:近期发布的各种测试设备几乎都使用了更大屏幕,并以此为重要卖点;此外在设备操作上也更加体贴用户,很多设备提供了更为人性化的菜单、功能按钮等等,有效提高了测试效率.
4.辅助分析功能不断加强:信号速度与复杂度的增加使得设计、测试人员对测试设备分析能力更加依赖,在测试设备性能大幅提升的今天,将优秀地性能转换为测试工作效率成为测试设备的重大卖点,也是未来的必争之地.