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      NI 5665 與傳統儀器對比演示-設置與細節
      [ 通信界 / 佚名 / www.sdgj0817.com / 2012/8/3 22:51:06 ]
       

      概覽

      本文討論了巔峰對決:NI 5665 與傳統臺式儀器對比 這一視頻中所演示的設置細節。在此演示中,比較了NI PXIe-5665與Agilent PXA的測試性能與速度。視頻并不是關于兩個儀器的技術指標對比,而是現場測試的對比。

      硬件設置

      在LTE和WCDMA測試中,使用了NI PXIe-5673矢量信號發生器。濾波器僅用于WCDMA信號,以盡量減少本底噪聲。在線性度測試中,使用了兩個CW信號源生成的單頻信號,并通過一個小型合并器電路進行合并。所有的信號將通過分路器分別傳給NI PXIe-5665 VSA 和Agilent PXA。

      圖 1. 硬件設置和連接

      此項設置確保傳輸至NI PXIe-5665 和 Agilent PXA的信號是相同的。

      注意:經過分路器后,信號會略有損失。

      所使用的儀器

      NI PXIe-5665 14 GHz高性能矢量信號分析儀

      NI PXI-2596 26.5 GHz 4x1雙RF多路復用器

      NI PXIe-5673 6.6 GHz矢量信號發生器

      NI PXIe-1075 18槽3U PXI Express機箱,安裝PXIe-8133嵌入式控制器

      小型合并器電路

      小型分路器電路

      Agilent N9030A PXA信號分析儀(N9030A-513,N9030A-B40,N9030A-MPB,N9030A-P03)

      SMA至SMA線纜(3套)

      WCDMA SAW 濾波器(標稱頻率248.6 MHz)

      相位矩陣快速同步模塊/NI PXIe-5652信號發生器 (2套)

      圖2.硬件設置,儀器及其連接方式展示

      儀器控制與數據傳輸

      NI PXIe-5665放置于安裝有PXIe-8133控制器的PXIe-1075機箱內,使用PXI Express技術從儀器向上位機PC傳輸數據。Agilent PXA通過LXI總線(以太網)進行控制。PXA通過LXI總線傳輸數據所需時間為900 µs;而基于PCI Express總線技術的NI PXIe-565只需1 µs。如圖3所示,PXI Express的帶寬為1 GB/s,而延遲則少于1 µs。

      圖3. 各種儀器控制總線的帶寬與延遲對比圖

      軟件設置

      主要使用的編程語言為 NI LabVIEW?刂芇XIe-5665所使用的工具包和驅動程序如下:

      NI LTE 測量套件

      NI WCDMA/HSPA+測量套件

      NI-RFSA驅動

      NI LabVIEW 調制解調工具包

      在Agilent PXA中載入了如下軟件:

      LTE測量應用程序

      WCDMA測量應用程序

      相位噪聲測量應用程序

      通過LabVIEW 和儀器控制驅動程序,基于SCPI指令對PXA進行控制。

      LTE 協議標準細節: 所生成的LTE 標準信號是一個UPLINK信號,其中心頻率為1 GHz,帶寬為5 MHz,強度為-10 dBm。

      NI PXIe-5665和Agilent PXA都會生成5個平均值。

      WCDMA 協議標準細節:所使用的濾波器為SAW 濾波器,標準頻率為248.6 MHz,帶寬為 6 MHz。WCDMA 是一個DPCCH UPLINK信號,其中心頻率為248.6 MHz。

      測試結果

      WCDMA ACPR測試

      注意:我們并不是要對分析儀的最佳ACPR性能進行測試,而只是測量在現有設置基礎上的最佳結果。使用SAW濾波器是為了讓上 下相鄰頻道的測量結果更佳。

      在WCDMA ACLR測試中,Agilent PXA和NI PXIe-5665讀取相鄰頻道中約-81 dBc的信號。對于兩種設備均按如下方式設置:

      噪聲校正(Agilent PXA的 IBW模式)

      30kHz RBW

      0 dB衰減

      10個平均值

      重要提示:所計算的時間為采集時間+測量時間+GPIB/LAN總線的傳輸時間

      使用Agilent PXA時,被傳回至主機的只有ACPR 讀取信息,而并不是完整的軌跡。

      在一個典型的測試現場中,測試工程師需要將讀數傳回至主機,并進行“通過/失敗”類的測試,因此需要將此時間考慮在內。而且,對于視頻中的所有演示試驗,都進行了10次的平均運算。測試工程師通常是需要進行一些平均運算,使得測量結果更精確。

      Agilent PXA的其它選項

      PXA還有一個可選的模式,即無噪聲校正的快速ACPR選項。使用快速ACPR選項,會損失一些動態范圍。NI PXIe-5665則無此限制,所有的測量均通過噪聲校正,并對速度進行優化。

      圖4.此圖展示了PXA 的快速模式。若在設置中使用SAW濾波,則可實現的最佳ACPR值大約為-75 dBc。

      圖5.使用IBW 模式和噪聲校正時,你可以在上通道實現-82 dBc,這一數值與使用NI PXIe-5665達到的數值接近。

      圖6.正如視頻中所示,NI 5665可以在開啟平均和噪聲校正的情況下實現-81 dBc的測量,同時其速度也要比Agilent PXA快14-15倍。

      TOI測試

      在此測試中,我們將生成中心頻率相差1MHz的兩個單頻信號。如果兩個信號源之間沒有足夠的間隔,信號源所產生的互調失真會掩蓋被測接收機的失真。 每個信號源輸出口的AtlanTec(ACC - 20010系列)隔離器、Mini -Circuits<ZFSC-2-10G+( 10 GHz) 和 ZFSC-2-11-s (1GHZ)>功率分配器被用于信號結合,確保信號源失真低于被測失真的接收器水平。上下TOI都會被計算在內(只有上部TOI在視頻中顯示)。計算的上下TOI的方法如下。

      IP3 Lower = P1 + (P2- IMD lower)/2

      IP3 Upper = P2 + (P1 - IMD Upper)/2

      以下設置對于兩個儀器都適用。

      0 dB衰減

      01 kHz RBW

      無平均值

      圖7. NI PXIe-5665和Agilent PXA的三階信號成分。NI PXIe-5665的三階信號成分的絕對強度接近-95 dBm。

      如果使用更多的衰減,那么你可以獲得更多的TOI測量結果。

      列表模式測試

      在列表模式測試中,生成了一個1GHz的信號,并使用Agilent PXA和NI PXIe-5665進行讀取。隨機選擇2、 5、10 或14 GHz的諧波,因為兩個儀器的測試結果以3.6GHz頻點為界都會發生變化,而我們希望能正確地測量跳躍到更高次的諧波所需的時間。雖然這并不是一個標準的測試,但是它最好地展示了兩個儀器在列表模式測試中的靈活性。

      注意:對兩個儀器均使用列表模式。

      總時間由列表模式中的掃描時間+每個頻率跳躍峰值搜索時間+數據返回至兩臺儀器的主機所需時間組成。

      圖8.在NI PXIe-5665和Agilent PXA上使用列表模式。相比大多數列表模式測試,NI 5665 要快1.5-2倍。

      圖9. 遠程使用Agilent PXA列表模式,在上述條件下需要700ms的時間。

      注意:Agilent PXA針對某些諧波上進行了優化。NI 5665 則是在所有的列表模式測試中速度快1.7-2倍。

      EVM測量

      在EVM測試中,使用NI PXIe-5673矢量信號發生器生成一個LTE信號。兩個儀器均使用如下設置:

      RBW = 30 kHz

      10 dB 衰減

      10 次平均

      關閉自動峰值檢測

      圖 10. 使用Agilent PXA 和 NI PXIe-5665進行LTE EVM 測試。

      使用可編程的FPGA進行在線處理

      圖 11. 將信號處理移至FPGA上進行可以節省時間。

      NI FlexRIO非常靈活,可以作為一個協處理器。在這一演示的設置中,所有來自PXIe-5665的數據都是在FPGA上進行處理;而在之前的演示設置中,數據是在嵌入式處理器中進行處理。這一特性的應用非常廣泛,例如硬件處理的算法、協議實現以及實時激勵-響應等應用。

      測試時間比較(包含設置時間)

      前面所有的測試演示都只針對單次測量的時間。而在本項測試中,除了測量時間以外,還將考慮設置時間。這在包含多種測試標準的自動化測試(例如功率放大器測試)之中很有必要。

      圖 12. 若考慮設置時間,NI 5665的速度要快20倍。

      總結

      對于一個典型的測試設置來說,相對于使用Agilent PXA,NI PXIe-5665能夠提供相同或者更好的性能,而且在大多數測試中要快14-15倍。同時,NI PXIe-5665的成本要比傳統臺式儀器小得多。在下表中,對NI 5665以及相對應的Agilent PXA價格進行了比較。

      自動化測試系統中,PXI機箱和MXI控制器的花費通常被系統中的所有儀器均攤。例如,如果一個測試系統中包含兩個NI PXIe-5665矢量信號分析儀,并插在一個PXIe機箱中,則機箱和控制器的費用只會發生一次,因此總的投入要少于2 x $58,597。然而,如果一個測試系統中包含兩套PXA,則投入為2 x $87,745。

      注意:對于自動化測試應用來說,Agilent PXA和NI PXIe-5665在PC和所選編程語言(如LabVIEW、CVI、Visual Studio等)方面的投入是相同的,因此也沒有將其納入到比較當中。

       

      作者:佚名 合作媒體:不詳 編輯:顧北

       

       

       
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