Тестирование и диагностика в инфокоммуникационных системах и сетях
..pdf241
|
|
матрица |
|
|
|
|
|
SCXI-1160 |
16-ти канальное |
Реле общего |
250 В (DC) /250 В |
|
однополюсное |
назначения |
(AC) |
|
однонаправленное реле |
|
|
|
с подвижным якорем |
|
|
|
|
|
|
SCXI-1161 |
8-ми канальное |
Реле общего |
250 В (DC) /250 В |
|
однополюсное |
назначения |
(AC), 8 А. |
|
двунаправленное реле с |
|
|
|
подвижным якорем |
|
|
|
|
|
|
Многофункциональная система сбора данных PXI/CompactPCI
Модульные измерительные системы, базирующиеся на открытом промышленном стандарте PXI (PCI eXtention for Instrumentation) обеспечивают высокую производительность. PXI система (Рисунок 3.3.1) представляет собой шасси на базе встроенной высокоскоростной шины PCI, в которое могут быть установлены модули ввода/вывода. Использование шины PCI обеспечивает значительно большую производительность по сравнению с другими архитектурами, Кроме того, PXI имеет дополнительные линии тактирования и синхронизации, что обеспечивает высокий уровень интеграции отдельных модулей, необходимый при создании измерительных и упраляющих систем
Рис. 5.24. Многофункциональная система сбора данных PXI/CompactPCI
Шасси PXI/CompactPCI
National Instruments производит ряд различных PXI шасси (Рисунок 3.3.1.1) для приложений измерений и автоматизации. Преимуществами этих шасси является высокоскоростная шина передачи данных и надёжный дизайн корпуса. Каждое PXI шасси может использоваться для работы с PXI и CompactPCI модулями.
242
Рис. 5.25. Шасси PXI/CompactPCI
Радиоизмерительное оборудование
Компания National Instruments предлагает широкий спектр радиоизмерительного оборудования для создания масштабируемых систем самого разного назначения, начиная со стандартных измерительных станций с возможностью генерации и анализа определенных типов радиосигналов, заканчивая специализированными многоканальными комплексами реального времени для радиомониторинга и радиоэлектронной борьбы.
Векторные анализаторы ВЧ-сигналов
Компания National Instruments предлагает векторные анализаторы сигналов формата PXI,
позволяющие работать с ВЧ-сигналами в диапазоне до 6.6 ГГц и полосе до 50 МГц.
Анализаторы сигналов программируются в среде LabVIEW и позволяют проводить измерение спектральных характеристик сигналов, различные виды демодуляции и обработки сигналов.
243
Рис. 5.26. Векторные анализаторы ВЧ-сигналов
Характеристики:
Векторный анализ ВЧ-сигналов до 6.6 ГГц;
Мгновенная полоса до 50 МГц;
Конфигурируемые пользователем измерения спектральных характеристик (мощность
вполосе, пиковая мощность, мощность в соседнем канале т. д.);
Детектирование модулированных сигналов AM, FM, PM, ASK, FSK, MSK, GMSK,
PSK, QPSK, PAM, QAM и анализ качества модуляции;
Запись ВЧ-сигналов на жесткий диск;
До 256 МБ встроенной памяти.
Таблица 5.3. Технические данные различных конфигураций векторных анализаторов
|
|
PXI - 5660 |
PXI - 5661 |
PXI - 5663 |
|
|
|
|
|
Рабочий |
9 кГц – 2.7 ГГц |
9 кГц – 2.7 ГГц |
10 кГц – 6.6 ГГц |
|
диапазон частот |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мгновенная |
20 МГц |
20 МГц |
50МГц |
|
полоса по уровню 3 |
|
|
|
|
дБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Среднеквадрати |
1.9 % |
1.7% |
0.5% |
|
чная |
амплитуда |
|
|
|
вектора ошибки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальный |
30 дБм |
30 дБм |
30 дБм |
|
уровень |
мощности |
|
|
|
на входе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Собственный |
-144 дБм/Гц |
-144 дБм/Гц |
-144 дБм/Гц |
|
уровень |
шума на |
|
|
|
частоте 1 ГГц
Генераторы ВЧ-сигналов
Широкий набор генераторов сигналов PXI позволяет проводить генерацию модулированных ВЧ-сигналов в диапазоне до 6.6 ГГц и полосе 100 МГц с жесткого диска или банков памяти. Благодаря возможности программирования в среде LabVIEW, они обладают непревзойдёнными функциональностью и гибкостью, требуемыми для решения задач автоматизации и тестирования.
244
Рис. 5.27. Генераторы ВЧ-сигналов
Характеристики:
Формирование ВЧ-сигналов до 6.6 ГГц;
Мгновенная полоса до 100 МГц;
Формирование модулированных сигналов AM, FM, PM, ASK, FSK, MSK, GMSK,
PSK, QPSK, PAM, QAM;
Воспроизведение и генерация сигналов с жесткого диска;
До 512 МБ встроенной памяти.
Таблица 5.3. Технические данные различных конфигураций генераторов ВЧ-сигналов
|
|
PXI- |
PXI- |
PXI- |
PXI- |
|
PXI- |
PXI- |
|
|
5671 |
5672 |
5673 |
5650 |
|
5651 |
5652 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рабочий |
250 |
250 |
85 |
500 |
|
500 |
500 |
|
диапазон частот |
кГц – 2.7 |
кГц – 2.7 |
кГц – 6.6 |
кГц – |
|
кГц – |
кГц – |
|
|
|
ГГц |
ГГц |
ГГц |
1.3 ГГц |
|
3.3 ГГц |
6.6 ГГц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мгновенная |
20 |
20 |
100 |
8 МГц |
|
|
||
полоса по уровню 3 |
МГц |
МГц |
МГц |
|
|
|
|
|
дБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выходная |
До 10 дБм |
|
|
|
|
|
||
мощность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Среднеквадрати |
1.2% |
1.2% |
0.8% |
- |
|
|
|
|
чная |
амплитуда |
|
|
|
|
|
|
|
вектора |
ошибки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
245
(при QPSK)
Векторный анализатор цепей PXIe-5630
Векторный анализатор цепей в формате PXI NI PXIe-5630, предназначен для измерения таких характеристик, как: S-параметры, КСВ, групповая задержка, вносимые потери и коэффициент отражения у различных ВЧ-узлов и систем. PXIe-5630 выполнен, занимает всего два слота в шасси PXI Express, объединяя в себе перестраиваемый генератор и анализатор ВЧ-сигналов.
Рис. 5.28. Векторный анализатор цепей PXIe-5630
Характеристики:
Диапазон рабочих частот - от 10 МГц до 6 ГГц;
Динамический диапазон - >110 дБ;
Точность - < ± 0.1 дБ, 0.1 град. (типовая);
Скорость перестройки - 400 мкс/точка (типовая);
Число точек - 3201;
Разрешение по частоте -10 Гц - 30 кГц;
Собственный уровень шума - < -125 дБм/Гц;
Диапазон по мощности - от -35 дБм до +5 дБм.
246
Цифровой модулятор/демодулятор FlexRIO
NI FlexRIO - это прибор PXI/PXI Express, состоящий из модуля с программируемой ПЛИС для цифровой обработки данных и адаптерного модуля для ввода/вывода аналоговых и цифровых сигналов. В радиоизмерительных приложениях FlexRIO, как и IF RIO можно использовать для исполнения алгоритмов цифровой обработки сигналов в реальном времени.
Рис. 5.29. Цифровой модулятор/демодулятор FlexRIO
Мод |
Назначение |
|
Частот |
Диап |
Мгнов |
Частота |
Разрядно |
ель |
|
ана |
а |
азон |
енная |
обновления |
сть АЦП |
|
|
лы |
оцифровки |
частот |
полоса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ni |
Приемопер |
|
100 |
- |
До 40 |
100 |
14 бит |
5781 |
едатчик |
|
МГц |
|
МГц |
МГЦ |
|
|
сигналов |
|
|
|
|
|
|
|
основной |
|
|
|
|
|
|
|
полосы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ni |
|
|
200 |
500 |
До 100 |
- |
14 бит |
5761 |
|
|
МГц |
МГц |
МГц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Радиочастотные коммутаторы и реле
Радиочастотные коммутаторы могут применяться в комплексных измерительных системах, в которых необходимо осуществлять последовательное измерение сигналов одним анализатором с нескольких каналов тестируемых устройств либо подавать один и тот же радиосигнал на несколько испытуемых узлов одновременно.
247
ВЧ-реле могут использоваться в радиоизмерительных системах на базе PXI, например, в
качестве антенных коммутаторов, позволяя работать попеременно на прием и передачу радиочастотных сигналов, переключая между собой вход векторного анализатора и выход векторного генератора радиосигналов.
Рис. 5.30. Радиочастотные коммутаторы и реле
Характеристики:
Рабочий диапазон частот до 26.5 ГГц;
Коммутация до 32 ВЧ-сигналов в одном модуле;
Мультиплексорные, матричные переключатели, СВЧ-реле;
Минимальные вносимые потери, КСВ, максимальный уровень развязки разомкнутого канала;
Встроенная память и детерминированный во времени опрос каналов;
Изоляция свыше 70 дБ в диапазоне частот от 3 до 8 ГГц.
Конвертер частоты вниз в диапазоне до 26.5 ГГц
Конвертер частоты компании Phase Matrix может использоваться в системе PXI для расширения частотного диапазона векторных анализаторов сигналов PXIe-5663. Конвертер состоит их формирователя гетеродинных сигналов PXI-1450, конвертера частоты вниз PXI-
1420 и преселектора PXI-1410. Например, для переноса сигналов частотой выше 2.9 ГГц может использоваться конвертер PXI-1420 в сочетании с гетеродином PXI-1450.
248
А при входном сигнале частотой ниже 2.9 ГГц - векторный анализатор сигналов PXIe-
5663. За оцифровку ПЧ в такой конфигурации отвечает оцифровщик NI PXIe-5622. А
преселектор PXI-1410 предназначен для коммутации и фильтрации входных сигналов.
Рис. 5.31. Конвертер частоты вниз
Характеристики
Диапазон частот от 2.75 ГГц до 26.5 ГГц;
Выход ПЧ от 100 кГц до 425 МГц;
Время перестройки гетеродина порядка 500 мкс.
Измерители мощности
Для прецизионного измерения мощности, компания National Instruments предлагает две модели измерителей мощности: NI USB-5680 (диапазон частот до 6 ГГц) и USB-5681
(диапазон частот до 18 ГГц).
249
Рис. 5.32. Измерители мощности
Характеристики:
Широкий диапазон частот от 10 МГц до 18 ГГц;
Широкий динамический диапазон 60 дБм (от -40 дБм до +20 дБм);
Точность по амплитуде до ±0.13 дБ;
Дополнительные режимы временного анализа «Scope» и «Time Slot» (USB-5681);
Потребление тока: 100мА (USB-5680), 150 мА (USB-5681).
ВЧ-предусилители и аттенюаторы
Использование двухканальных программируемых усилителей ВЧ-сигналов NI PXI-
5690/5691 с векторными анализаторами сигналов NI PXIe-5663/5661 (диапазон частот до 6.6
ГГц) позволяет значительным образом снизить уровень шума по входу вплоть до -163
дБм/Гц.
Совместное использование двухканальных программируемых ВЧ–аттенюаторов NI PXI-
5695 и генераторов ВЧ-сигналов NI PXIe-5673/5672 позволяет точно контролировать мощность сигналов в диапазоне ослабления до 60 дБ с типовым КСВ в 1.2:1. Это позволяет значительно увеличить динамический диапазон векторного генератора сигналов и является важным фактором при оценке чувствительности приемных устройств.
250
Рис. 5.33. ВЧ-предусилители и аттенюаторы
Программная платформа LabVIEW, рассмотренная в данной работе, применяемая в сочетании с продуктами компании National Instruments позволяет уйти от использования большинства аналогового оборудования, упростить и ускорить работу по обработке и сбору данных, объединить различные приборы в один многофункциональный комплекс с удобным управлением через ПК.
В частности, в радиоэлектронике и телекоммуникациях многофункциональные комплексы National Instruments позволяют вести работу с сигналами от нескольких кГц до нескольких ГГц.