測(cè)試系統(tǒng)全能型平臺(tái)

測(cè)試部門(mén)非常希望能靈活地配置所需功能，以覆蓋到未來(lái)的需求，以免將來(lái)追加大量投資。另外，不斷縮短的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間也要求使用功能強(qiáng)大、易于操作、標(biāo)準(zhǔn)化的軟件組件，并可作為各種應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)可重用的模塊進(jìn)行集成。

 

客戶需求，特別是電信和汽車(chē)電子行業(yè)的客戶，注重功率密度和模塊化設(shè)計(jì)。因而，價(jià)格合理的、適合行業(yè)使用的、基于平臺(tái)的測(cè)試與測(cè)量設(shè)備成為趨勢(shì)。

羅德與施瓦茨*新 R&S^®緊湊型TSVP 開(kāi)放測(cè)試平臺(tái)為滿足這些需求而打造，為電信和汽車(chē)電子開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)領(lǐng)域的測(cè)試與測(cè)量應(yīng)用提供特殊成本優(yōu)勢(shì)。它為用戶提供基本的模塊化測(cè)試與測(cè)量功能理念和軟硬件通信接口。

此新產(chǎn)品線基于市場(chǎng)上已經(jīng)建立的 CompactPCI/PXI 和 CAN 標(biāo)準(zhǔn)。作為美國(guó)“國(guó)家儀器”公司制定的 CompactPCI 標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)，PXI 標(biāo)準(zhǔn)（測(cè)量?jī)x器 PCI 擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)）的采用為實(shí)施低成本、使用高性能模塊化系統(tǒng)組件的測(cè)量功能提供了廣為接受的途徑。目前適合 PXI 標(biāo)準(zhǔn)使用的測(cè)量和接口產(chǎn)品有 600 多種。

在開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù)中采用模塊化理念
開(kāi)發(fā)該測(cè)試平臺(tái)的原因在于通過(guò)現(xiàn)代測(cè)試設(shè)備為用戶提供極為多樣化的測(cè)試與測(cè)量手段，開(kāi)放式行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)如 CompactPCI / PXI 和 CAN 的采用使這一目標(biāo)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。除了羅德與施瓦茨模塊以外，其它支持這些標(biāo)準(zhǔn)并通過(guò)商業(yè)渠道獲得的硬件組件無(wú)需任何改動(dòng)也能被集成到系統(tǒng)內(nèi)。

 

測(cè)量和開(kāi)關(guān)模塊可被靈活地用在電子模塊功能測(cè)試中，此測(cè)試通過(guò)在線組件測(cè)試可有選擇地?cái)U(kuò)展為組合測(cè)試，它是一項(xiàng)基于 CompactPCI/PXI 標(biāo)準(zhǔn)的獨(dú)特功能。
 

傳統(tǒng) CompactPCI / PXI 系統(tǒng)的*大問(wèn)題在于如何適應(yīng)工業(yè)環(huán)境和 DUT，即便功能測(cè)試，需要測(cè)量的信號(hào)數(shù)量和物理模擬所需的輸入數(shù)量也在不斷增加，當(dāng)電壓超過(guò) 100V 和電流達(dá)到 16A 時(shí)，測(cè)量、模擬或切換常常需要進(jìn)行直流隔離。設(shè)施布線和信號(hào)調(diào)整帶來(lái)的成本不亞于測(cè)試編程和測(cè)試設(shè)備本身的成本。
 

羅德與施瓦茨選擇的系統(tǒng)理念消除了上述適應(yīng)問(wèn)題，開(kāi)創(chuàng)了模塊化測(cè)試儀器領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。

測(cè)試平臺(tái)架構(gòu)

R&S^®CompactTSVP 基本單元（產(chǎn)品名稱(chēng) R&S® TS-PCA 3）包括一個(gè)總線電路板和工業(yè)類(lèi)PCI總線 － CompactPCI，PXI 標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試與測(cè)量擴(kuò)展功能（觸發(fā)器、同步時(shí)鐘）由 14 個(gè)可用外圍插槽中的 11 個(gè)提供支持。

該新系統(tǒng)平臺(tái)包括兩個(gè)基本單元：R&S^®CompactTSVP (FIG) 和 R&S^®PowerTSVP。

R&S^®CompactTSVP 基本單元的總線和插槽簡(jiǎn)介（產(chǎn)品名稱(chēng)：R&S^®TS-PCA 3）。

 

CompactPCI 標(biāo)準(zhǔn) 32 位設(shè)計(jì)及后部傳輸模塊（RTM）理念還允許通過(guò)測(cè)試平臺(tái)的后部傳輸信號(hào)，不必再另外接線（插槽 3 和 4）。而 PXI（64 位）版本則無(wú)法做到這一點(diǎn)，因?yàn)樗牡刂泛蛿?shù)據(jù)線較多（插槽 5 至 15）。實(shí)際上，當(dāng)前部使用一個(gè)可互換的 19 "夾具時(shí)，通過(guò) RTM 從后部接線證明更具優(yōu)勢(shì)。

 

R&S^®CompactTSVP 中還利用 RTM 理念安裝了 DC/DC 轉(zhuǎn)換器模塊，以供需要隔離直流的測(cè)試與測(cè)量設(shè)備使用。由于測(cè)試與測(cè)量設(shè)備和電源在空間上相互分開(kāi)，因而測(cè)試組件不會(huì)受到熱影響，從而提高了溫度穩(wěn)定性。同時(shí)，插槽 5 至 16 還可以連接位串行 CAN 總線。所有基于繼電器的開(kāi)關(guān)模塊都通過(guò)該內(nèi)部通信總線控制。
 

當(dāng)激活機(jī)電式繼電器時(shí)，由于開(kāi)關(guān)路徑控制只需要少量的位信號(hào)，因而 PCI 總線極高的數(shù)據(jù)傳輸速率（高達(dá) 134 Mbyte/s）顯得不甚重要。CAN 總線的明顯優(yōu)勢(shì)在于**傳輸協(xié)議和使開(kāi)關(guān)模塊的接口容易部署。傳輸速率（1 Mbit/s）較低的問(wèn)題通過(guò)開(kāi)關(guān)模塊上的本地處理器和命令接口控制得到補(bǔ)償。另一方面，測(cè)量模塊還使用一個(gè)完全具備位并行 PCI 總線性能的寄存器接口。
 

通過(guò)模擬測(cè)量總線（八條線），電壓高達(dá) 125V 的信號(hào)可靈活地在開(kāi)關(guān)和測(cè)量模塊之間切換，不必進(jìn)行信號(hào)調(diào)理，并可避免硬接線。它被設(shè)計(jì)成一個(gè)獨(dú)立的總線電路板，可供全部 16 個(gè)插槽使用。特殊的配置確保了與標(biāo)準(zhǔn) CompactPCI / PXI 模塊的兼容性，以防控制總線造成干擾。
 

系統(tǒng)的電源符合電源接口標(biāo)準(zhǔn) (PICMG 2.11 Rev.1.0)，在基本單元內(nèi)，插槽 A3 / A4 中安裝了一個(gè)模塊化電源單元。如果需要提高輸出電流，或者要在冗余組件之間使用一個(gè)故障**切換單元，可以并聯(lián)**個(gè)電源（插槽 A1/A2）?；蛘?，這些插槽還可以安裝插件電源作為 DUT 的電源。

R&S^®PowerTSVP 基本單元（產(chǎn)品名稱(chēng) R&S^®TS-PWA 3）用來(lái)實(shí)現(xiàn)純切換系統(tǒng)，或者提高覆蓋的測(cè)試點(diǎn)數(shù)量。如果電壓或電流較高，必要時(shí)可以使測(cè)試與測(cè)量設(shè)備和負(fù)載電路分開(kāi)。只能使用基于 CAN 的模塊，*好使用 AF 切換模塊。在后續(xù)開(kāi)發(fā)中還可以計(jì)劃實(shí)施 RF 切換系統(tǒng)。

 

切換系統(tǒng)既可以通過(guò) R&S^®CompactTSVP 的內(nèi)部 CAN 總線接口控制，也可以通過(guò)具有相應(yīng)接口的臺(tái)式電腦控制。對(duì)于高度復(fù)雜的系統(tǒng)，*多可使用四個(gè) R&S^®PowerTSVP 基本單元進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，即相互連接控制總線和，必要時(shí)，模擬測(cè)量總線。

 

與 R&S^®CompactTSVP 一樣，R&S^®PowerTSVP 的簡(jiǎn)化總線理念也采用了基于觸發(fā)線的 PXI 技術(shù)，因此可使用不同的儀器進(jìn)行同步或事件觸發(fā)型測(cè)量。

R&S^®PowerTSVP 基本單元的總線和插槽概述（產(chǎn)品名稱(chēng)：R&S^®TS-PWA3）。

R&S^®CompactTSVP 測(cè)量和切換模塊的外形系數(shù)反映了滿足電子生產(chǎn)交叉需求的一貫產(chǎn)品理念，每個(gè)測(cè)量模塊都允許對(duì)通過(guò)前面連接器進(jìn)入的信號(hào)進(jìn)行一次切換，并可自由訪問(wèn)內(nèi)部的模擬測(cè)量總線。如果 DUT 測(cè)試時(shí)只需要對(duì)少數(shù)信號(hào)進(jìn)行復(fù)用，使用測(cè)量模塊中的復(fù)用器就足夠了。但是，如果需要處理大量的通道，可通過(guò)模擬測(cè)量總線和矩陣切換模塊進(jìn)行多路復(fù)用。因此，模塊連接變得非常靈活，這一點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用中非常重要。同時(shí)簡(jiǎn)化了這些專(zhuān)用測(cè)量任務(wù)的接線。

 

測(cè)量模塊的一個(gè)重要特點(diǎn)是能夠進(jìn)行浮動(dòng)電位測(cè)量或模擬，它們能防止參考地測(cè)量時(shí)可能發(fā)生的雜音危險(xiǎn)，特別是布線較長(zhǎng)時(shí)。甚至在測(cè)量電子電路時(shí)測(cè)試與測(cè)量設(shè)備也不會(huì)帶來(lái)任何影響。

 

隔離測(cè)量信號(hào)和信號(hào)調(diào)理：例如在 R&S^®CompactTSVP 測(cè)量模塊中直接實(shí)施過(guò)濾器，使絕大多數(shù)應(yīng)用不再需要添置昂貴的信號(hào)調(diào)理子系統(tǒng)。

 

在實(shí)施這樣的電路時(shí)，PXI 模塊的模塊格式與標(biāo)準(zhǔn)歐卡格式（160mm ×100mm）相比加長(zhǎng)了130mm，測(cè)量單元的隔離直流電源位于此處。基本單元后面插入了一個(gè)專(zhuān)門(mén)為此開(kāi)發(fā)的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器模塊。

在典型的自動(dòng)測(cè)試設(shè)備 (ATE) 環(huán)境中使用時(shí)，為拓展到工業(yè)領(lǐng)域測(cè)量，另外集成了一塊模擬測(cè)量總線背板。它可用來(lái)在模塊間靈活地進(jìn)行測(cè)試信號(hào)切換，不需要再另外接線。部分高阻抗的模擬信號(hào)或電平非常低的信號(hào)的傳輸路徑必須與“數(shù)字高速路”－PCI 總線－保持一定的實(shí)際距離，高電壓同樣如此。為此，模擬測(cè)量總線的模塊格式增加了一個(gè)接口。在測(cè)量過(guò)程中，模塊間信號(hào)的交叉連接通過(guò)模擬測(cè)量總線的耦合繼電器臨時(shí)產(chǎn)生。

 

模擬測(cè)量總線還有另一個(gè)重要任務(wù)：它構(gòu)成了高效模塊自檢的基礎(chǔ)，通過(guò)電阻測(cè)量完全可以測(cè)量系統(tǒng)中切換矩陣模塊的繼電器。作為功能性測(cè)試系統(tǒng)離不開(kāi)的模塊，R&S^®TS-PSAM 復(fù)用器模塊被用作內(nèi)部測(cè)量設(shè)備。它還可以用來(lái)測(cè)試測(cè)量和激勵(lì)模塊。自檢報(bào)告內(nèi)容**，允許進(jìn)行徹底的系統(tǒng)診斷，使故障電路的查找變的更加容易。

為便于進(jìn)行測(cè)試程序開(kāi)發(fā)，提供了**的程序庫(kù)，被稱(chēng)為“通用測(cè)試軟件庫(kù)”(GTSL)。它具備功能測(cè)試所需的即插即用型、并通過(guò)**測(cè)試的軟件模塊，符合“可互換型虛擬儀器”（IVI）標(biāo)準(zhǔn)。它包括全部資源管理功能和系統(tǒng)中使用模塊的配置、DUT 切換、集成模塊的所有測(cè)量功能，該程序庫(kù)允許在生產(chǎn)中快速、可靠的進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)配置，并可根據(jù)需求變化進(jìn)行調(diào)整。

 

不僅如此，由于測(cè)試程序中使用了 GTSL，從而大大方便了對(duì)世界各地用戶和系統(tǒng)合作伙伴的支持。由于 GTSL 中提供了自檢功能，因而在現(xiàn)場(chǎng)可隨時(shí)有效地檢查 R&S^®CompactTSVP 系統(tǒng)產(chǎn)品。目前，支持 Windows^®NT4 和 Windows^®XP 操作系統(tǒng)。
 

其它軟件模塊可配合功能模塊和軟件驅(qū)動(dòng)程序使用，自動(dòng)硬件檢測(cè)和驅(qū)動(dòng)程序安裝后，通過(guò)提供的功能用戶界面（軟面板）能直接開(kāi)啟某個(gè)模塊。它們可用來(lái)配置切換路徑、設(shè)置切換和測(cè)量?jī)x器的信號(hào)調(diào)理，當(dāng)然還有測(cè)量，并可立即執(zhí)行它們。因此，不必編寫(xiě)用戶軟件程序就能夠手動(dòng)操作某個(gè)模塊，從而使測(cè)試裝置投入使用變得相當(dāng)簡(jiǎn)單，而且花費(fèi)時(shí)間更少。

 

模擬信號(hào)源和測(cè)量模塊 R&S^®TS-PSAM 的用戶界面，其中顯示 200 ksamples/s 記錄的音頻信號(hào)。

由于測(cè)試與測(cè)量基本功能和通過(guò)商業(yè)渠道得到的附加模塊可以組合－特別是在生產(chǎn)平均復(fù)雜程度的電子產(chǎn)品時(shí)－因而能夠?qū)⒐δ軓?qiáng)大的測(cè)試平臺(tái)配置在一個(gè)緊湊型儀器中。通常，組成一套完整的應(yīng)用解決方案只需要選擇適合 DUT 使用的電源單元。或者當(dāng)需要高頻產(chǎn)品時(shí)，將 RF 測(cè)試與測(cè)量系統(tǒng)集成在系統(tǒng)內(nèi)。

 

系統(tǒng)可通過(guò)模塊化嵌入電腦進(jìn)行控制，羅德與施瓦茨的 R&S^®TS-PSC 3 是一款適合在工業(yè)范圍內(nèi)使用的系統(tǒng)控制器（目前配置為 1.2 GHz Pentium III，256 Mbyte RAM），尤為注重采用標(biāo)準(zhǔn)接口，如以太網(wǎng)、USB 和 RS-232-C 接口。

標(biāo)準(zhǔn)化接線裝置理念進(jìn)一步完善了模塊化設(shè)計(jì)：測(cè)試與切換模塊配備了便捷的 DIN 41612 連接器，節(jié)省了測(cè)試點(diǎn)較多時(shí)的信號(hào)傳輸成本。其接線方便（例如通過(guò)帶有針形板治具的繞線裝置），可指定較高電壓。

 

其對(duì)應(yīng)部分為安裝在治具一端的一個(gè)牢固的連接器底座。在測(cè)試器一端，在治具的連接器底座上還安裝了一個(gè)接線式連接器。治具底座是平臺(tái)的一個(gè)可選配部件，并可作為可配置的標(biāo)準(zhǔn)組件使用。另外，除了插入式 RF 連接外，在治具中還可以設(shè)置壓縮空氣或真空連接。

跨國(guó)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)機(jī)構(gòu)在日常使用中，需要用到那些與產(chǎn)品有關(guān)的、可在各種不同情況下始終使用的、具有不同組合的測(cè)試與測(cè)量功能和測(cè)試資源。R&S^®CompactTSVP 為在多種應(yīng)用環(huán)境中使用的系統(tǒng)提供了一個(gè)高效的基礎(chǔ)平臺(tái)。

 

在典型的測(cè)試系統(tǒng)中，如發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試臺(tái)、符合性測(cè)試儀或生產(chǎn)測(cè)試系統(tǒng)，可用的組件在測(cè)試能力和測(cè)試深度方面能覆蓋到各種常見(jiàn)的基本功能。對(duì)于其它功能和眾多接口，可利用商業(yè)渠道得到的、由其它專(zhuān)業(yè)廠家生產(chǎn)的組件進(jìn)行無(wú)縫化集成實(shí)現(xiàn)。
 

利用即將推出的模擬在線測(cè)試模塊，可使用一套系統(tǒng)一次性測(cè)試電子產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和功能。