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Softwaredesignte Messtechnik

Vektorsignal-Transceiver für anspruchsvolle RF-Prüfanwendungen optimiert

| Redakteur: Sariana Kunze

Um den komplexen und rasch wechselnden Prüfanforderungen im RF-Bereich gerecht zu werden, stellt National Instruments einen Vektorsignal-Transceiver der zweiten Generation vor. Neben einer fünffachen Bandbreite und 33 Prozent weniger Platzbedarf lässt sich der größere FPGA individuell programmieren.

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Mit der zweiten Generation seines Vektorsignal-Transceivers (VST) stellt National Instruments eine offene Plattform für RF-Design und Prüfanwendungen von IoT-Geräten mit einer höheren Bandbreite von bis zu 1 GHz vor.
Mit der zweiten Generation seines Vektorsignal-Transceivers (VST) stellt National Instruments eine offene Plattform für RF-Design und Prüfanwendungen von IoT-Geräten mit einer höheren Bandbreite von bis zu 1 GHz vor.
(Bild: National Instruments)

Softwaredefinierte RF-Prüfsystemarchitekturen sind im Laufe der letzten Jahrzehnte immer bedeutender geworden. Bei nahezu jedem automatisierten Standard-RF-Testsystem wird heute Anwendungssoftware zur Kommunikation mit dem Messgerät über eine Busschnittstelle eingesetzt. Angesichts zunehmender Komplexität von RF-Anwendungen, insbesondere im Hinblick auf die Technologien für das Internet der Dinge, sehen sich Ingenieure fortwährend der Herausforderung gegenüber, bei einer Erweiterung des Funktionsumfangs einen Anstieg der Testzeiten und -kosten zu umgehen. Während Verbesserungen an Mess- und Prüfalgorithmen sowie Bus- und CPU-Geschwindigkeiten zu reduzierten Testzeiten geführt haben, sind für die zunehmend komplexeren Anforderungen von RF-Prüfanwendungen weitere Optimierungen notwendig. National Instruments (NI) trägt dieser Herausforderung mit der zweiten Generation seines Vektorsignal-Transceivers (VST) Rechnung. Laut dem Unternehmen ist der NI PXIe-5840 der weltweit erste VST mit einer Bandbreite von 1 GHz und wurde für anspruchsvolle Design- und Prüfanwendungen im RF-Bereich konzipiert. „NI hat die Messtechnik bereits 2012 mit dem branchenweit ersten VST mit Labview-programmierbarem FPGA revolutioniert und so neue Maßstäbe bei der Entwicklungsgeschwindigkeit bei gleichzeitig geringeren Prüfkosten gesetzt“, sagt Olga Yashkova, Program Manager für den Bereich Communications Test and Measurement Practice bei Frost & Sullivan. „Mit der zweiten Generation des VST verdeutlicht NI erneut sein hohes Engagement im Bereich der softwaredesignten Messtechnik, indem es Anwender mit innovativen RF-Testlösungen bei der Bewältigung der komplexen und rasch wechselnden Prüfanforderungen rund um die Nachrichtentechnik (Wireless Communication) unterstützt.“

Fünffache Bandbreite und 33 Prozent weniger Platz

Der NI PXIe-5840 bietet einen 6,5-GHz-RF-Vektorsignalgenerator, einen 6,5-GHz-Vektorsignalanalysator, einen anwenderprogrammierbaren FPGA sowie serielle und parallele Hochgeschwindigkeits-Digitalschnittstellen in einem PXI-Express-Modul, das nur zwei Steckplätze im Chassis belegt. Dank der Bandbreite von 1 GHz eignet sich der neue VST für unterschiedlichste Anwendungen, darunter das Testen von 802.11ac/ax- sowie Mobilfunk- und IoT-Geräten, Entwicklung und Test von 5G-Technologien, RFIC-Tests sowie die Prototypenerstellung von Radarsystemen. „Der VST der zweiten Generation bietet sofort einsatzbereite Funktionen für anspruchsvolle RF-Prüfanwendungen. Seine softwaredesignte Architektur ermöglicht darüber hinaus eine individuelle Programmierung des FPGAs“, erläutert Charles Schroeder, Vice President of RF Product Marketing bei NI. „Das bedeutet, dass Anwender den VST mithilfe der intuitiven Systemdesignsoftware Labview auf Firmware-Ebene genau an die jeweiligen Projektanforderungen anpassen können, um komplexe Prüf- und Messanwendungen zu bewältigen. Dieses Messgerät verbindet die für klassische Prüf- und Messanwendungen erforderliche RF-Leistung mit der Flexibilität eines SDR-Systems (Software-Defined Radio).“ Der VST verfügt über eine Echtzeitbandbreite von 1 GHz für Tests mit digitaler Vorverzerrung (DPD) und Breitbandsignale wie Radar, LTE-Advanced Pro und 5G, erforderliche Messgenauigkeit für das Testen von 802.11ax-Geräten mit einer EVM-Leistung von -50 dB, die 10-fache Geschwindigkeit klassischer Messgeräte dank FPGA-basierter Beschleunigung und optimierter Messsoftware, geringe Abmessungen und nahtlose Synchronisierung für bis zu 8x8-MIMO-Konfigurationen (Multiple Input, Multiple Output) in einem Chassis mit 18 Steckplätzen und eine mit LabVIEW programmierbarer FPGA.

Audi testet Radarsensoren umfassend und gründlich

Bei dem Automobilhersteller Audi wird der VST beim Test von Radarsensoren eingesetzt. Durch die Bandbreite und der latenzarmen, softwaredesignten Architektur des VST konnten die Ingenieure bei Audi ihre Radarsensoren jetzt gründlich und umfassend testen. Zudem war man bei dem Automobilhersteller in der Lage, Probleme frühzeitig in der Designphase zu erkennen. „Durch die anwenderseitige Programmierung des FPGAs mit Labview konnten wir mit dem VST vielfältige Prüfszenarien zügig emulieren, um so die Sicherheit und Zuverlässigkeit beim autonomen Fahren zu verbessern“, erklärt Niels Koch, Component Owner Radar Systems bei Audi.

Der VST ist ein wichtiger Bestandteil der NI-Plattform, die Anwendern das Erstellen intelligenterer Prüfsysteme ermöglicht. Die Plattform umfasst mehr als 600 PXI-Produkte – von DC bis hin zu Frequenzen im mm-Wellenbereich –, die durchsatzstarke Datenübertragungen über PCI-Express-Schnittstellen der 3. Generation unterstützen. Darüber hinaus ermöglichen sie Synchronisierungen unterhalb des Nanosekundenbereichs und bieten integrierte Timing- und Triggerfunktionen. Mithilfe der produktivitätssteigernden Funktionen der Entwicklungsumgebungen Labview und der Testmanagementsoftware Teststand in Kombination mit dem dynamischen Ökosystem aus Partnern, zusätzlicher IP und Applikationsingenieuren können Anwender ihre Prüfkosten zudem weiter senken, Markteinführungszeiten verkürzen und ihre Prüfsysteme schon jetzt auf die Anforderungen von morgen vorbereiten.

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