系統設計階段

在新技術研發的初期階段,所面臨的典型挑戰主要包括可利用的專用測試測量設備較少以及需要保護知識產權。

安捷倫MXA的操作系統為Microsoft XP Windows Pro,它可以支持MATLAB這個非常流行的軟件工具。安捷倫還在MXA上提供MATLAB驅動程序,故可以在一臺儀器中就可以方便地創建和運行定制的測量程序。

除了MATLAB之外,MXA分析儀上還可以運行安捷倫89601A矢量信號分析儀(VSA)軟件。這套軟件是業界領先的調制分析軟件,能夠提供強大的功能和靈活性。該VSA軟件可以容易地與ADS(安捷倫高級設計仿真系統)相結合,從而可以在仿真和現實設計之間搭建簡單且可靠的鏈接。

開放的Windows XP專業版操作系統使得設計師能夠以比以前高得多的效率將信號分析儀與定制的測試程序以及仿真工具連接到一起,從而加快了系統設計的每個階段。MXA還提供先進的連通性,如LAN、LXI Class C兼容版、USB2.0(A和B)以及傳統的GPIB。

產品研發階段

從信號分析的角度出發,在產品研發階段可以發揮作用的范圍包括設計驗證、質量保證(QA)和故障分析定位等三個領域。信號分析儀在每一個領域中的作用:

1) 設計驗證

確保設計符合規范的要求并能夠與其他設備互聯。規范測試要求功率和頻譜測試,而互操作性測試(或符合性測試)要求功率測試,頻譜測試和調制解調分析測試。在像W-CDMA、移動WiMAX等主流技術中,MXA提供全面的一鍵式/SCPI兼容性測試應用。測量應用包括互操作性測試、性能測試以及符合性預測試所需的最新標準建立和測試能力。測試驗證測試的執行可以自動也可以手動完成。安捷倫基于公司常年積累的無線通信應用方面的經驗,為MXA設置了直觀的圖形用戶接口或GUI。儀器還內置了一個靈活的、根據內容查找的幫助系統,幫助工程師快速掌握儀器的操作并可方便地書寫測試程序。

圖A:內含89601A矢量信號分析軟件的安捷倫 N9020A MXA信號分析儀 。  

2) 質量保證

在QA階段,典型的挑戰是如何控制測試所用時間。因為為了確保產品的質量等級,需要在連續地細微改變產品溫度的條件下對設備進行多次反復測試。

目前的絕大多數無線信號都是突發或時變信號,常用的方案是利用時間選通門進行頻譜分析。這種方法只掃描確保信號有效所需的頻率。因而大大地減少了測量時間。MXA有一個特色功能,即分屏模式。該模式可以同時觀察時域和頻域,從而可以很容易地選擇合適的選通門來進行時間選通測量。見圖B。

另一種常用的方法是列表掃描。用這種方法配置分析儀來進行一系列的單點測量。因此,無需對每一次的重復測量進行重新配置,分析儀可以根據該列表進行測量。

MXA除了提供時間選通測量和列表測量之外,還有最快的調諧,測量和數據傳遞時間,并具有很好的可重復性,所有這些都是依靠全數字IF和14位ADC來實現的。

3) 故障定位

故障定位需要豐富的創造力和想象力,特別是在遇到數字調制方面的問題時。現實中沒有那種方案可以直接實現故障定位。不過,卻存在成功率最高的方案。該定位過程包括下面四個監測要點,即帶內寄生或無用信號、信道內頻譜和功率、分析基本的數字解調、以及高級和特定格式解調的分析。

理想的分析儀應該能夠從各個方面提供一系列的信息。全校準、頻率高達的預放大器和先進的頻標,6條基線以及同步檢波器,所有這些都使得MXA非常適合上述第一個監測要點。MXA與矢量信號分析軟件相結合,可以覆蓋上述的2-4類監測要點。MXA為產品研發提供了強大的故障定位工具。

圖B:帶有移動WiMAX信號的SEM測量的時間選通測試中的分屏模式。    

試生產和批量生產階段

來自研發部門的技術過渡越平穩,制造團隊就會越成功和越快速地實現量產。在研發和生產階段都使用相同的分析儀,能夠確保測試算法的一致性。如果在生產階段使用不同的測試設備,有時會導致測試結果的不一致,從而影響量產的速度。MXA本身作為一款中檔產品卻具有優異的速度、性能和可用性,從而使得該設備比較適合于制造領域。如果僅需要功率和頻譜測量,MXA可以提供一套具有一系列常規測量的“功率套件”,該套件具有20多項標準預設置,例如信道功率、占據帶寬(OBW)、相鄰信道功率(ACP)以及頻譜輻射掩蓋(SEM)等。

而當產量增加時,將會面臨減少測試時間的更大壓力,以便降低成本并捕捉其他商業機會。目前MXA是市場上速度最快的信號分析儀,這并非只是指某個偏僻的指標,各方面的指標都是如此。例如:

1. 模式/測量開關<75ms

2. 輝標峰值搜索<5ms

3. 中心頻率調諧和傳輸數據<51ms

4. 快速W-CDMA ACLR<14ms

5. W-CDMA調制精度<850ms

除了上述之外,還可以進行優化,來實現沒有動態范圍折衷的更快速的測量,利用全數字IF可以實現10%,即160RBW的步進的精細調整,2dB步進的機械衰減器,1dB步進的電衰減器,可選擇的掃描或FFT頻譜分析功能。如果需要在單基線上測量多路突發信號,計算/壓縮基線數據查詢(Calculate/Compress Trace Data Query)功能,可以利用一行SCPI指令來實現長基線的壓縮和十分段處理,以便只提取或返回所關注的數據。

總結

對于目前測試所面臨的一些挑戰,利用新一代的信號分析儀可以在產品生命周期的每個階段提供測試幫助。上面提到的一些例子能夠對許多測試和測量環境有所幫助。安捷倫的N9020A MXA信號分析儀是人們期望的新一代中檔信號和頻譜分析儀。該分析儀速度比現有的其他分析儀快30～300%。MXA的覆蓋頻率高達。在同類型中能夠提供較佳性能,例如+15dBm TOI,-154dBm/Hz DANL以及78dB W-CDMA ACLR動態范圍。MXA能夠縮短產品研發的每個領域的研發時間。更重要的是,在不同的地方使用相同的儀器能夠實現更高的效率,從而改善TTM。

作者:Taka Hando

產品行銷工程師

thando@

安捷倫科技