NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
LabVIEW platformon implement´ alt virtu´ alis m˝ uszerek ´ es nyomonk¨ ovethet˝ os´ eget biztos´ıt´ o automata teszt rendszerek Kolumb´ an G´ eza1
´ es
Kr´ ebesz Tam´ as2
Automated Testing Fejleszt˝o ´es Gy´art´ o Kft, Budapest
1 2
egy. tan´ar, az MTA doktora, Fellow of IEEE; P´azm´any P. Katolikus Egyetem, Inform´aci´os Technol´ogiai Kar tan´arseg´ed; Budapesti M˝ uszaki ´es Gazdas´agtudom´anyi Egyetem, M´er´estechnika ´es Inf. Rendsz. Tansz´ek
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
1. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
T´ emak¨ or¨ ok: 1. Az Automated Testing Fejleszt˝o ´es Gy´art´o Kft ´altal megval´ os´ıtott rendszerek 2. Felhaszn´alt elm´eleti alapok ´attekint´ese 3. A nyomonk¨ ovethet˝ os´eg (traceability) 4. A szoftver vez´erelt automata m´er˝orendszerek alkalmaz´as´anak okai 5. A dem´ okban haszn´alt fizikai r´eteg ismertet´ese (Texas, TRF6900 EVM) 6. Demonstr´aci´ os c´elb´ol megval´os´ıtott rendszerek • Virtu´alis spektrumanaliz´ator • Automatikus r´adi´ozavar´o rendszer • TRF6900 automatiz´alt tesztel´ese NI-PXI k¨ornyezetben 7. A LabVIEW egyik f˝o el˝onye: A folyamatos b˝ov´ıthet˝ os´eg
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
2. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
1. Az Automated Testing Fejleszt˝ o´ es Gy´ art´ o Kft ´ altal megval´ os´ıtott NI LabVIEW alap´ u, automata rendszerek 1.1. GSM mobiltelefon er˝os´ıt˝ok kalibr´aci´oja ´es v´egm´er´ese 1.2. Radar STC er˝ os´ıt˝ok kalibr´aci´oja 1.3. Hamis jelek (spurious signals) szintj´enek ellen˝ orz´ese o¨sszetett frekvenciaszintetiz´ator rendszerekben 1.4. Li-ion ´es Li-Po akkucell´ak tesztel´ese
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
3. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
˝ ´ITOK ˝ 1.1. 900/1800 MHz-ES GSM MOBILTELEFON EROS C´ el: T´erer˝ o biztos´ıt´asa bev´as´arl´ok¨ozpontokban, sz´ orakoz´ ohelyeken, stb 8 t´ıpusb´ ol ´all´ o term´ekcsal´ad (frekvenciaszelekt´ıv 1-4-6 csatorn´aval, teljes s´avos, piko repeater, stb)
GSM mobiltelefon er˝os´ıt˝o alkalmaz´asa bev´as´arl´ ok¨ ozpontban:
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
4. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
Egy 4-csatorn´as frekvenciaszelekt´ıv GSM er˝os´ıt˝o blokkdiagramja
Power divider
Legfontosabb t´enyek:
• Mikroprocesszor vez´erelt eszk¨oz¨ok
• Kommunik´aci´o: Felhaszn´al´o ´altal defini´alt protokoll RS232 buszon ´at
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
P
CH 2 CH 3 CH 4
µP RS232 Duplexer
To/From host PC
I2C
+ +
Duplexer
Memory Modem CH 5 CH 6 CH 7
P
Power divider
• GSM repeater mem´ ori´aja: A kalibr´aci´o sor´an bevitt adatok t´arol´as´ara
CH 1
CH 8
5. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
Elv´egzend˝ o kalibr´aci´os ´es teszt m´er´esek M´ er´ esek sz´ ama:
• ∼60 kalibr´aci´os m´er´es • ∼20 jegyz˝ok¨onyvezett m´er´es • 2 t´arolt spektrumk´ep HW m´ er˝ om˝ uszerek:
• Rohde Schwarz SMIQ vektor szignalgener´ator, 2 darab • Rohde Schwarz FSP spektrum analiz´ator, 1 darab • Agilent h´al´ozatanaliz´ator, 1 darab Kapcsolatok:
• GPIB buszon IEEE 488.2 protokoll • RS232-n felhaszn´al´oi protokoll AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
6. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
A nyomonk¨ ovet˝ o (trace) rendszer blokkdiagramja, az elv´egzett m´er´esek Error feedback Interrupt
Measurement report generation
LabVIEW
Meas. instruments
Meas. instruments
Calibration 1-phase 1
Calibration 2-phase 2 Alarm level, ALC, Adaptive
Gain settings
Meas. report 1
Measurement report storing
Measurement control PC
Interprocess printing oppurtunity
Meas. instruments
Meas. instruments
Meas. instruments
Meas. instruments
Meas.1-phase 3 Out of band spurious signal
Meas.2-phase 4 Third order intermodulation
Meas.3-phase 5 Local oscillator leakage
Meas.4-phase 6
Meas. report 2
Traceability
Noise level
Meas. report final
Stored displays of measuring instruments
o GPIB buszon kereszt¨ ul Jel¨ ol´esek: • Piros: Kommunik´aci´ • K´ek: Kommunik´aci´o RS232-n kereszt¨ ul AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
7. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
A vez´erl˝ o PC monitor´an megjelen˝o kezel˝oi fel¨ ulet (GUI) (LabVIEW Front Panel)
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
8. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
Hiba eset´en a m´er˝ orendszer blokkol´asa ´es a hiba¨ uzenet felugr´ o ablakban val´ o megjelen´ıt´ese
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
9. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
˝ ıTOJ ˝ ENEK ´ ´ ASA ´ 1.2. RADAROK STC EROS´ KALIBRAL STC (Sensitivity Time Control) er˝os´ıt˝o a vev˝o ´erz´ekenys´eg´et szab´alyozza az impulzus kisug´arz´as´at´ ol eltelt id˝o f¨ uggv´eny´eben Jel¨ ol´esek:
• Z¨old: Vett jelszint ´alland´ o er˝ os´ıt´es mellett • Piros: Szabadt´eri csillap´ıt´as kompenz´al´asa (R 2 × R 2 = R 4 )
Er˝ os´ıt´es szab´alyoz´as c´elja: • Hamis jel kiejt´ese (pl. reflexi´ o ´ep¨ uletr˝ ol, tel´ıt´esbe vez´erl´es) • A t´avols´agt´ol f¨ uggetlen, ´alland´ o ´erz´ekenys´eg biztos´ıt´asa • R´akeres´es speci´alis c´elt´argyakra AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
10. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
A kalibr´aland´ o er˝ os´ıt´es ´ert´ekek t´abl´azata: • 4 t¨orv´eny (er˝ os´ıt´es mint´azat) • 1 t¨orv´enyben 1024 kalibr´aland´ o er˝ os´ıt´es • minden kalibr´aci´ ot 5 h˝ om´ers´ekleten kell elv´egezni
Elv´egzend˝o kalibr´aci´ os m´er´esek sz´ama: 4 × 1024 × 5 = 20, 480 m´er´es K´ezzel v´egzett kalibr´aci´ o ideje: 20,480 m´er´es × 1 perc/m´er´es =239 o´ra
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
11. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
A kalibr´aland´ o STC er˝os´ıt˝o blokkdiagramja:
Two mixers
3.3 GHz
60 MHz
ATT
SRAM
FPGA
FLASH
RS 422
LabVIEW szoftverrel val´o kommunik´aci´os interf´eszek: • GPIB-n kereszt¨ ul Rohde & Schwarz VISA m˝ uszerek • Kalibr´aland´ o eszk¨ oz (DUT): Felhaszn´al´o ´altal defini´alt protokoll RS422-n AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
12. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
A vez´erl˝ o PC monitor´an megjelen˝o kezel˝oi fel¨ ulet (GUI) (LabVIEW Front Panel)
A m´er´esi id˝ ok ¨ osszehasonl´ıt´asa (Kalibr´aci´os pontok sz´ama: 20,480) • STC er˝ os´ıt˝ o k´ ezi kalibr´aci´os ideje = 239 ´ ora ora 5 perc • LabVIEW automatiz´alt m´er´es ideje = 1 ´ AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
13. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
´ ¨ 1.3. ZAVARJELEK (SPURIOUS SIGNALS) KERESESE OSSZETETT ´ FREKVENCIASZINTETIZATOR RENDSZEREKBEN A vez´erl˝ o PC monitor´an megjelen˝o kezel˝oi fel¨ ulet (LabVIEW Front Panel)
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
14. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
M´er˝orendszer kommunik´aci´os kapcsolatai: • Rohde & Schwarz FSE 40 GHz-es spektrumanaliz´ator • K¨ ul¨onb¨ oz˝ o frekvenciaszintetiz´ator rendszerek: – Felhaszn´al´ o ´altal defini´alt, k¨ ul¨onb¨oz˝o protokollok ´es interf´eszek – Kik¨ uld¨ ott parancs: Frekvenciaszintetiz´ator frekvencia – V´alasz: Lock-olt ´allapot F˝obb ´erdekess´egek: • Adatok Microsoft Excel t´abl´azatba gy˝ ujt´ese, megadott elvek szerinti szort´ıroz´asa • Az egym´ast ´atfed˝o m´er˝os´avok miatt az ism´etelve megm´ert adatok kiv´alogat´asa ´es eldob´asa • Speci´alis v´alogat´asi algoritmus, mivel a spektrumanaliz´ator visszam´er´esi pontoss´aga mind dBm-ben, mind frekvenci´aban limit´alt AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
15. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
´ Li-poly AKKUMLATORCELL ´ ´ TESZTELESE ´ 1.4. Li-ion ES AK
• Tesztrendszer egy´enre szabott jelsz´ oval v´edve van, az oper´ator neve, m´er´es ideje jegyz˝ ok¨ onyvez´esre ker¨ ul • Piros Stop Program” meg” nyom´asa eset´en 1. az akkucella lekapcsol´ odik a tesztrendszerr˝ ol majd 2. a LabVIEW program le´all
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
16. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
Jegyz˝ok¨ onyvez´es Microsoft Excel t´abl´azatban
Measurement Report - Automated Li-Ion Battery Tester Start and Stop Date and Time : Location: Operator's name:
2010.08.18. 16:01
2010.08.18 16:12
tom
Sorensen:SLM-1:11 KEITHLEY INSTRUMENTS INC.,MODEL 2700,1259987,B09 /A02 SORENSEN, DLM20-30, 0605A02281, 1.12-1.04 Battery (or cell) identifier (serial): 121001
Serials of Meas. Instruments:
Measurement Results: Voltage Time Current Time Keith. (V) Points (s) Keith. (A) Points (s) 3.8899 1 8.1505 0 3.892 3 8.1508 2 3.8938 5 8.1513 4 3.8953 7 8.1513 6 3.7676 9 -2.037 8
Minden lek´erdezhet˝o adat (pl. m˝ uszerek t´ıpus ´es sorozatsz´ama) automatikusan lek´erdez´esre ´es jegyz˝ ok¨ onyvez´esre ker¨ ul AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
17. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
M´ert adatok, spektrumk´epek ´abr´azol´asa Microsoft Excel t´abl´azatban Measurement Report - Automated Li-Ion Battery Tester - Plots Voltage 1 36
Voltage Measurement
3.95 3.9
Voltage (V)
3.85 3.8 3.75 3.7
53
45
49
37
41
29
33
25
17
21
9
13
1
5
3.65
Time (s)
Current 1 34
Current Measurements
10 8
Current (A)
6 4 2
48
52
44
40
32
36
28
20
24
16
8
12
4
0
0 -2 -4 Time (s)
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
18. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
2. Felhaszn´ alt elm´ eleti alapok ´ attekint´ ese • Virtu´alis m˝ uszerek alapelve • Az RF virtu´alis m˝ uszerek matematikai h´attere, azaz a Komplex burkol´ okon alapul´o, alaps´avi jelfeldolgoz´as
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
19. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
´ ˝ VIRTUALIS MUSZEREK ALAPELVE L´ enyeg: A m´er´estechnik´aban (virtu´alis m˝ uszerez´es) ´es h´ırad´astechnik´aban (software defined radio) is v´egbemegy a hardver ´es szoftver eszk¨ oz¨ ok sz´etv´al´asa A • • • •
virtu´ alis m˝ uszer jellemz˝ oi: A PC, mint m˝ uszermag, v´egzi a t´enyleges jelfeldolgoz´ast ´es megjelen´ıt´est DAQ k´artya v´egzi a jelek digitaliz´al´as´at ill. gener´al´as´at Mintaf¨ uggv´enyeken alapul´o, digit´alis jelfeldolgoz´as Egy szoftveren bel¨ ul tetsz˝oleges protokol szerinti eszk¨ oz¨ ok (pl. soros ´es p´arhuzamos portok) ´es m˝ uszerek (GPIB buszon kereszt¨ ul VISA vez´erl´es) vez´erelhet˝ ok, valamint matematikai m˝ uveletek v´egezhet˝ ok • LabVIEW: Egy szoftveren bel¨ ul t¨obbszint˝ u, r´etegzett m˝ uk¨ od´es
Legf˝ obb el˝ ony: Ugyanazon HW-rel a legk¨ ul¨onb¨oz˝ obb feladatok oldhat´ ok meg AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
20. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
A hagyom´ anyos ´ es virtu´ alis m˝ uszerek ¨ osszevet´ ese M˝ uszerjellemz˝ ok Hagyom´ anyos m´ er˝ om˝ uszerek
Virtu´ alis m´ er˝ om˝ uszerek
Gy´art´ o ´altal defini´alt Funkci´ o specifikus ¨ all´ On´ oan m˝ uk¨ od˝ o (garant´ alt!) Korl´atozott csatlakoztathatz´os´ag Hardver a fontos Z´art, r¨ ogz´ıtett funkci´ok Lass´ u fejleszt´es (5-10 ´eves ´eletciklus) Magas fejleszt´esi ´es fenntart´asi k¨olts´eg
Felhaszn´al´ o ´altal defini´alt Alkalmaz´as orient´alt M˝ uk¨odtet˝ o PC, munka´allom´as kell Sz´eles k¨ or˝ u csatlakoztathat´ os´ag Szoftver a fontos Nyitott, rugalmas funkcionalit´as Gyors fejleszt´es (1-2 ´eves ´eletciklus) A szoftver minimaliz´alja a fejleszt´esi ´es fenntart´asi k¨ olts´eget
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
21. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
Virtu´ alis m˝ uszerek f˝ o probl´ em´ aja: • Hogyan lehet a sz¨ uks´eges mintav´eteli frekvenci´at minimaliz´alni Megold´ as: • Komplex burkol´ ok m´odszer´evel a feladat transzform´al´asa az alaps´avba (alacsony frekvenci´as tartom´anyba)
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
22. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
´ ˝ ´ AZ RF VIRTUALIS MUSZEREK MATEMATIKAI HATTERE A c´ el: Az RF s´av´atereszt˝o t´ıpus´ u jel felbont´asa egy lassan v´altoz´ o komplex burkol´ ora x ˜(t) ´es egy viv˝ore exp(jωct) x(t) = ℜe [˜ x(t) exp(jωct)] . A komplex burkol´ ora sz´ armaztat´ asa: 1. RF s´av´atereszt˝ o jel 2. Analitikus jel jX (f )j
jX+ (f )j
⇒
jX (f )j
f
| {z }
2B
3. Komplex burkol´ o
f
| {z }
2B
f
˜ )| |X(f
jX (f )j
2
f
⇒ f
| {z }
2B
f
2|X(fc )|
f −fc
fc |{z} B
Megjegyz´es: A Hilbert transzform´aci´o csak az´ert kell, hogy az analitikus jel spektruma egyoldalas, azaz eltolhat´ o legyen AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
23. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
A transzform´ aci´ o alkalmazhat´ o minden line´ aris ´ es s´ av´ atereszt˝ o t´ıpus´ u jelens´ egre, azaz: • S´av´atereszt˝ o t´ıpus´ u determinisztikus jelekre • S´av´atereszt˝ o t´ıpus´ u sztochasztikus folyamatokra, azaz zajokra • S´av´atereszt˝ o ´es line´aris rendszerekre ´es berendez´esekre
Az ´ ar, amit fizetni kell: • Val´os jelek helyett komplex jeleket kell feldolgozni • A val´ os (I-´ag) ´es k´epzetes (Q-´ag) ¨osszetev˝oket feldolgoz´ o ´aramk¨ or¨ oknek teljesen egy¨ utt kell futniuk mind amplitud´oban ´es f´azisban • Valamennyi jelfeldolgoz´ast transzform´alni kell a komplex burkol´ ok tartom´any´ara AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
24. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
Egy p´ elda: A National Instruments PXI-5142 digitaliz´ al´ o k´ arty´ aja
• A bemen˝o RF jel komplex burkol´oja digataliz´al´as ut´an a k´arty´an lev˝o mem´ori´aba ker¨ ul • A PC-be val´o beolvas´as ut´an a jelanal´ızist ´es megjelen´ıt´est a LabVIEW v´egzi AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
25. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
3. A nyomonk¨ ovethet˝ os´ eg (traceability) ¨ ˝ (TRACE) RENDSZER: NYOMONKOVET O A gy´art´asi/m´er´esi/kalibr´aci´os folyamat minden l´ep´ese teljes m´elys´egben ´es dokuo ment´altan, azaz adatb´azisb´ol visszakereshet˝o/rekonstru´alhat´ Nyomonk¨ ovethet˝ os´ eg (traceability): Form´alis definici´ o: Tracebility is ability to chronologically interrelate the uniquely identifiable entities in a way of that matters Dek´odolva: Egym´ast k¨ovet˝o gy´art´asi/teszt l´ep´esek sor´aban a gy´art´as/teszt tetsz˝ oleges f´azis´aban lehet˝os´eg van a gy´artott term´ek azonos´ıt´as´ara, teljes m´elys´eg˝ u ellen˝ orz´es´ere, a gy´art´asi/teszt folyamat teljes rekonstukci´oj´ara
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
26. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
Nyomonk¨ ovethet˝ os´ eg elemei: • Egyes f´azisok rekonstru´al´as´ahoz sz¨ uks´eges valamennyi adat elment´ese adatb´azisba • Id˝ orendis´eg elment´ese • Egyes f´azisok k¨ ozti ¨osszef¨ ugg´esek elment´ese • Oper´atorok adatainak elment´ese • K¨ ul¨ onb¨ oz˝ o szint˝ u hozz´af´er´esi jogosults´agok • M´er´es adatainak (m˝ uszerek t´ıpus ´es sorozatsz´am, m´er´es id˝ opontja) automatikus elment´ese • M´ert egys´eg (DUT) sorozatsz´am´anak automatikus elment´ese
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
27. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
A nyomonk¨ ovet˝ o rendszer jellemz˝ oi Nyomonk¨ ovet˝ o rendszer
Adatgy˝ ujt˝ o rendszer
Online d¨ ont´es
Batch m˝ uk¨ od´es
K´etir´any´ u kommunik´aci´o, kontroll
M´asodlagos szerep
V´alaszid˝ o
Gy´art´as priorit´asa nagyobb
SW ´allapotg´epek
Id˝oszelet, puffer
Nyomonk¨ ovet˝ o rendszer NEM vez´erl˝ o, csak munka´allom´asokat ´es/vagy m´er˝ ohelyeket fel¨ ugyel
Csak adatgy¨ ujt´es, kontroll NINCS
Szinkronit´as probl´ema
´ Allapotg´ ep nincs
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
28. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
˝ ONYVK ¨ ´ ıTES ´ ES ´ DOKUMENTAL ´ AS ´ AUTOMATIKUS JEGYZOK ESZ´ Microsoft Excel alap´ u jegyz˝ ok¨ onyvk´ esz´ıt´ es • M´ert ´es sz´am´ıtott eredm´enyek MS Excel t´abl´azatba LabVIEW-b˝ ol k¨ ozvetlen¨ ul ki´ırhat´ ok • Lehet˝ os´eg van min˝ os´ıt´esi limitek (pl. j´o/rossz), figyelmeztet´esek be´all´ıt´as´ara ´ ak, diagramok ´es m˝ • Abr´ uszerek el˝olapi k´epei (screen shoots) az Excel t´abl´azatba ´atemelhet˝ok NI teszt menedzsment szoftver • NI TestStand
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
29. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
4. Szoftver vez´ erelt automata m´ er˝ orendszerek alkalmaz´ as´ anak okai, motiv´ aci´ o • Min˝ os´egbiztos´ıt´as hi´anya miatti piacveszt´es vesz´elye • Olyan nagysz´am´ u kalibr´aci´os m´er´es, amely k´ezzel hiba n´elk¨ ul nem v´egezhet˝ o el • Vesz´elyes technol´ ogi´ab´ol ered˝o robban´asvesz´ely • Szofver seg´ıts´eg´evel val´o ´atkonfigur´alhat´os´ag • NI-PXI technol´ ogia ´altal kin´alt nagy sebess´eg, on-line tesztel´es ¨ • Osszes´ eg´eben olcs´ obb a hagyom´anyos megold´asokn´al
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
30. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
J4
Texas TRF6900A ad´o-vev˝ o
SMA/B/L
L2 10 nH
C32 4.7 pF
• SoC koncepci´o
RF Buffer Amplifier RF Mixer
LNA_GND
C5 1 nF
C40 0.1 µF
6
C4 3.3 pF
J1
7
RF_Out SMA/B/L
R3
8
VREF
C27 0.1 µF DEM_VCC
36 35
FM/FSK Demodulator
34
RSSI_OUT
33
L7 2.2 µH 2%
Data Switch
AMP_CAP
PA_GND PLL_GND
Data Slicer
TRF6900A (TOP VIEW)
PD_SET
31
AMP_OUT
30
S&H_CAP
29
DATA_OUT
28
C18 100 pF
C20 0.1 µF
• Frekveciaszintetiz´ator: DDS+PLL AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
13
R1 10 kΩ
14
15 16 17 18
19 20
Serial Interface
CLOCK
22 23
XOSC2
GND
21
XOSC1
STROBE
DIG_GND
VCO
C30 0.1 µF
DIG_VCC
PLL_VCC
TX_DATA
• K¨ uls˝o sz˝ ur¨okkel kialak´ıtott szuperheterodin vev˝ o
C1 750 pF
LOCKDET
MODE
12
DDS_VCC
C2 100 pF
Direct Digital Synthesizer and Power-Down Logic
PD_OUT1
STDBY
11
DATA
DDS_GND
10 R2 39 kΩ
PD_OUT2
PLL
9
C28 3 pF DNP SAT
C17 100 pF 1%
AMP_IN 32 LPF Amplifier/ Post-Detection Amplifier
Power Amplifier
300 kΩ
• Tipikus kimen˝o teljes´ıtm´eny: +4.5 dBm
R4 10k
Buffer Amplifier
PA_VCC
5 L1 4.7 nH
37
2nd IF Amplifier/ Limiter
1st IF Amp
LNA
38 DEM_GND
39 IF2_IN
IF1_OUT
40 IF_GND
41
MIX_GND
42 IF1_IN
43
C6 1 nF 4
• 915 MHz-es ISM s´av • FSK modul´aci´o
3
C26 0.1 µF 44
45
LNA_GND
2
LNA_in
46
RSSI
1 C7 100 pF
47
C15 0.1 µF
MIX_VCC
LNA_VCC
48
FLT-SMD BPF2
L4 18 nH
MIX_IN
C8 0.1 µF
C9 1 pF
MIX_OUT
L3 8.2 nH
C25 0.1 µF
LNA_OUT
5. A dem´ okban haszn´ alt fizikai r´ eteg ismertet´ ese
DNP FLT-SMD BPF1
27 26
25
R5 39 kΩ
C19 330 pF
AMP_OUT RSSI_OUT RX_DATA DATA CLOCK STROBE MODE STDBY TX_DATA LOCKDET
24
L8, 10 nH R8 10 kΩ
C41 R9 0.1 µF 100 kΩ
C24 3.3 pF
C29 0.1 µF
R7 100 Ω
C23 2.7 pF SMV1247–079
SMV1247–079 V1
V2
CQ1 25.6 MHz or 26 MHz
R6, 1 MΩ C22 27 pF
C21 27 pF
C31 DNP SAT
31. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
A TRF6900A SOC ´ aramk¨ or vez´ erl´ ese A-Word (Programming of DDS_0) MSB 23 0
22 21
20
19 18 17
0
16 15
LSB 14 13
12 11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
DDS Frequency Setting for Mode0 (DDS_0 [21:0])
ADDR B-Word (Programming of DDS_1) MSB 23 0
22 21
20
19 18 17
16 15
LSB 14 13
12 11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
DDS Frequency Setting for Mode1 (DDS_1 [21:0])
1
ADDR C-Word (Control Register for PLL, Data Slicer and Mode1 Settings) MSB 23 1
22 21 0
20
19 18 17 APLL
A2
A1
14 13 X
PLL
1
ADDR
16 15
12 11
10
X
NPLL MM SLCTL
9
LSB 8
7
6
5
4
3
2
1
Mode1 Control Register [12:0] PA
PLL VCO P1
A0
SLC LPF SW RSSI LIM
IF
MIX
P0
LNAM L1
D-Word (Control Register for Modulation and Mode0 Settings) MSB 23 1
22 21 1
0
20
19 18 17
16 15
14 13
ADDR AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
12 11
DV7 DV6 DV5 DV4 DV3 DV2 DV1 DV0
L0
LSB
10
Modulation Register [20:13] DEV
0
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Mode0 Control Register [12:0] PA
PLL VCO P1
SLC LPF SW RSSI LIM P0
IF
MIX
LNAM L1
L0
32. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
ÎÎ Î Î ÎÎ ÎÎ
A vez´ erl˝ o szavak soros bel´ eptet´ ese DATA
MSB Bit 23
Bit 22
Bit 21
Bit 2
Bit 1
LSB Bit 0
CLOCK
STROBE
STDBY
LOCKDET
ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ ÎÎ
RSSI_OUT
DATA_OUT
OPERATION
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
Valid Valid Valid Data Data Data
Not Valid Data
Enter Standby/Programming Mode, Scan in Serial Control Word (MSB Scanned in First)
Store Control Word
Enter Operating Mode
PLL Locked, Wait For RSSI Signal
RSSI Active
Received Data Stream
33. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
A TRF6900 teszt panel (EVM) fel¨ uln´ ezete Ez a teszt panel alkotja majd a virtu´alis m˝ uszereink fizikai r´eteg´et
SMA J4: Vev˝ o bemenet SMA J5: Ad´ o kimenet
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
P1: P´arhuzamos kapu a PC csatlakoztat´as´ahoz
34. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
6. Demonstr´ aci´ os c´ elb´ ol megval´ os´ıtott rendszerek • Virtu´alis spektrumanaliz´ator Alkalmaz´as: Virtu´alis m˝ uszerez´es Fizikai r´eteg: TRF6900 teszt panel Szoftver: NI LabVIEW • Automatikus r´adi´ ozavar´o rendszer Alkalmaz´as: Virtu´alis m˝ uszerez´es Fizikai r´eteg: TRF6900 teszt panel Szoftver: NI LabVIEW • TRF6900 automatiz´alt tesztel´ese NI-PXI k¨ornyezetben Alkalmaz´as: Automatiz´alt teszt rendszer Hardver: NI-PXI platform Szoftver: NI LabVIEW AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
35. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
´ ´ VIRTUALIS SPEKTRUMANALIZATOR C´ el: Spektrumanaliz´ator alapfunkci´oj´at megval´os´ıt´ o virtu´alis m˝ uszer implement´al´asa a TRF6900 FSK ad´o-vev˝ore alapozva Motiv´ aci´ o: • A TRF6900 szuperheterodin vev˝ostrukt´ ura • RSSI kimenet a vett jel dBm szintj´evel ar´anyos egyenfesz¨ ults´eget ad • RF sz˝ ur˝o ´es alaps´avi sz˝ ur˝o meghat´arozza RBW ´es VBW ´ert´ek´et ¨ Otlet: TRF6900 folytonos hangol´asa egy adott spektrumtartom´anyon ´alland´ o frekvencial´ept´ekkel ´es a m´ert jelszint felrajzol´asa
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
36. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
´ ´ ´ ESEK ´ VIRTUALIS SPEKTRUMANALIZATOR - VEZERL • P´arhuzamos kapu: PC ´es TRF6900 k¨oz¨ott a r´adi´ os egys´eg RF blokkjainak vez´erl´es´ere ´es a frekvencia k´odszavak ´atk¨ uld´es´ere • RS-232: HAMEG8012 DMM vez´erl´es´ere, a TRF6900 RSSI egyenfesz¨ ults´eg´enek PC-be t¨ort´en˝o beolvas´as´ara • Extended PCI: PC ´es PXI keret egys´egeinek (PXI-5610 RF Upconverter ´es PXI-5441 AWG) vez´erl´ese MXI-3 vez´erl˝on kereszt¨ ul
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
37. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
´ ´ ´ ESI ´ ELRENDEZES ´ VIRTUALIS SPEKTRUMANALIZATOR - MER TRF6900A Parallel port Tx
Rx
RSSI out
Host PC LabVIEW
PXI Chassis
Parallel port RS−232 MXI−3 PC card
RF out (PXI−5610) RF in (PXI−5660) MXI−3 PXI card RS−232
Voltage input
HAMEG 8012 DMM
Jel¨ ol´esek: • Piros: Jelvezet´ekek • K´ek: Vez´erl´esek AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
38. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
´ ´ ˝ FELULET ¨ VIRTUALIS SPEKTRUMANALIZATOR - KEZELOI
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
39. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
´ OZAVAR ´ ´ RENDSZER AUTOMATIKUS RADI O C´ el: Egy adott frekvenci´an sug´arzott jel detekt´al´asa ´es annak zavar´asa egy azonos frekvenci´aj´ u jel kisug´arz´as´aval Motiv´ aci´ o: • A TRF6900 egyetlen csipen megval´ os´ıtott (SoC) szuperheterodin ad´o-vev˝o • RSSI kimenet a vett jel dBm szintj´evel ar´anyos egyenfesz¨ ults´eget ad ami detekt´al´asra haszn´alhat´o • TRF6900 ad´o egys´eg´enek ´at´all´ıt´asa a detekt´alt jel frekvenci´aj´ara annak zavar´asa c´elj´ab´ol ¨ Otlet: TRF6900 vev˝o folytonos hangol´asa egy adott spektrumtartom´anyon ´alland´ o frekvencial´ept´ekkel ´es a m´ert jelszint felrajzol´asa, ebb˝ ol a cs´ ucs frekvenci´aj´anak meghat´aroz´asa ´es az ad´o ezen frekvenci´ara ´all´ıt´asa ad´as u ¨zemm´ odban AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
40. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
´ OZAVAR ´ ´ RENDSZER - VEZERL ´ ESEK ´ AUTOMATIKUS RADI O • P´arhuzamos kapu: PC ´es TRF6900 k¨oz¨ott a r´adi´ os egys´eg RF blokkjainak vez´erl´es´ere ´es a frekvencia k´odszavak ´atk¨ uld´es´ere • RS-232: HAMEG8012 DMM vez´erl´es´ere, a TRF6900 RSSI egyenfesz¨ ults´eg´enek PC-be t¨ort´en˝o beolvas´as´ara • Extended PCI: PC ´es PXI keret egys´egeinek (PXI-5610 RF Upconverter ´es PXI-5441 AWG, illetve PXI-5660 RF Downconverter ´es PXI-Digitizer) vez´erl´ese MXI-3 vez´erl˝on kereszt¨ ul
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
41. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
´ OZAVAR ´ ´ RENDSZER - MER ´ ESI ´ AUTOMATIKUS RADI O ELREN´ DEZES TRF6900A Parallel port Tx
Rx
RSSI out
Host PC LabVIEW
PXI Chassis
Parallel port RS−232 MXI−3 PC card
RF out (PXI−5610) RF in (PXI−5660) MXI−3 PXI card RS−232
Voltage input
HAMEG 8012 DMM
Jel¨ ol´esek: • Piros: Jelvezet´ekek • K´ek: Vez´erl´esek AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
42. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
´ OZAVAR ´ ´ RENDSZER - KEZELOI ˝ FELULET ¨ AUTOMATIKUS RADI O
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
43. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
´ ´ ¨ TRF6900 AUTOMATIZALT TESZTELESE NI-PXI KORNYEZETBEN C´ el: A TRF6900 FSK ad´o automatiz´alt tesztel´ese jegyz˝ ok¨ onyvgener´al´assal Motiv´ aci´ o: • Az ipari termel´esben a nagy darabsz´am, a nagy sz´am´ u ´es prec´ız m´er´esek miatt, illetve az alapvet˝ o nyomonk¨ ovethet˝ os´egi k¨ ovetelm´enyek kiel´eg´ıt´ese ´erdek´eben elker¨ ulhetetlen az automatiz´al´as ´es az automatiz´alt jegyz˝ ok¨ onyvgener´al´as (adatb´azis l´etrehoz´asa) • A TRF6900 digit´alis frekvencia szint´ezer ´es PLL egys´eget tartalmaz, ami spurious jeleket gener´al. Ezek szintj´enek vizsg´alata. • A kimeneti teljes´ıtm´enyer˝os´ıt˝o er˝os´ıt´esi szintjeinek vizsg´alata • Nagyl¨oket˝ u FSK jel s´avsz´eless´eg´enek vizsg´alata
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
44. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
´ ´ ¨ TRF6900 AUTOMATIZALT TESZTELESE NI-PXI KORNYEZETBEN ´ ESEK ´ VEZERL • P´arhuzamos kapu: PC ´es TRF6900 k¨oz¨ott a r´adi´ os egys´eg RF blokkjainak vez´erl´es´ere ´es a frekvencia k´odszavak ´atk¨ uld´es´ere • Extended PCI: PC ´es PXI keret egys´egeinek ( PXI-5660 RF Downconverter ´es PXI-Digitizer) vez´erl´ese MXI-3 vez´erl˝on kereszt¨ ul
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
45. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
´ ´ ¨ TRF6900 AUTOMATIZALT TESZTELESE NI-PXI KORNYEZETBEN ´ ESI ´ ELRENDEZES ´ MER Measurement report generation
Error feedback
LabVIEW
Measurement report storing
Measurement control PC
Jel¨ ol´esek: • Piros: P´arhuzamos kapu • K´ek: Extended PCI Meas. instruments Measurement 1 TRF6900 Transmitter test
Meas. instruments Measurement 2 TRF6900 Receiver test
Measurement report - Traceability AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
46. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
´ ´ ¨ TRF6900 AUTOMATIZALT TESZTELESE NI-PXI KORNYEZETBEN ˝ FELULET ¨ KEZELOI
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
47. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
´ ´ ¨ TRF6900 AUTOMATIZALT TESZTELESE NI-PXI KORNYEZETBEN ˝ ONYV ¨ JEGYZOK
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
48. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
7. A LabVIEW egyik f˝ o el˝ onye: A folyamatos b˝ ov´ıthet˝ os´ eg • A LabVIEW-ban egy grafikus fel¨ uleten t¨obb programmoz´asi r´eteg jelenik meg (OSI-BR modell szerinti megk¨ozel´ıt´es) – Kommunik´aci´ o a m´erend˝o eszk¨ozzel pl. p´ahuzamos/soros kapun kereszt¨ ul – Hardver t´ıpus´ u m˝ uszerek vez´erl´ese GPIB buszon kereszt¨ ul a VISA protokoll szerint – Hardver t´ıpus´ u m˝ uszerek vez´erl´ese RS232 vagy LAN h´al´ ozaton kereszt¨ ul – M´ert eredm´enyek alapj´an matematikai sz´am´ıt´asok v´egz´ese, annak alapj´an d¨ont´esek meghoz´asa – Microsoft Excel vez´erl´ese – stb • A kidolgozott szoftver leford´ıthat´o egy Microsoft EXE f´ajlba, amely egy ingyenesen let¨ olthet˝o futtat´asi k¨ornyezet telep´ıt´ese ut´an o¨n´all´ oan, a LabVIEW szoftver n´elk¨ ul futtathat´o AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
49. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
• Egy feladat egy VI-ba foghat´o ¨ossze. K´es˝ obb ezek a VI-ok k¨ onnyen lecser´elhet˝ ok ⇒ Teszt rendszerek k¨onnyen korszer˝ us´ıthet˝ ok. P´eld´aul: – Van egy m´ar bev´alt, hardver t´ıpus´ u m˝ uszereken implement´alt teszt elrendez´es – Els˝ o l´ep´esben ez a teszt elrendez´es az eredeti form´aban automatiz´alhat´ o, a nyomonk¨ ovethet˝os´eg ´es automatikus dokument´al´as megoldhat´ o NI LabVIEW-ban – K´es˝ obb a teszt elrendez´es tov´abbfejleszt´ese sor´an a hardver t´ıpus´ u m˝ uszerek kiv´althat´ok NI PXI t´ıpus´ u virtu´alis m˝ uszerez´essel – Ehhez csak az adott hardver t´ıpus´ u m˝ uszert vez´erl˝ o VI-t kell lecser´elni, a LabVIEW program t¨obbi r´esze v´altozatlanul marad – Fenn´all a folyamatos fejleszt´es lehet˝os´ege • A Local gomb megnyom´as´aval a teszt elrendez´esben l´ev˝ o hardver t´ıpus´ u m˝ uszerek visszat´ernek el˝olapr´ol vez´erelhet˝o, k´ezi u ¨zemm´ odba AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
50. oldal
NI Hungary Kereskedelmi Kft, Buda¨ors
2010. szeptember 1.
¨ ONET ¨ ˝ FIGYELEMERT ´ KOSZ A MEGTISZTELO AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
AUTOMATED TESTING for RF & microwaves
51. oldal
