測量儀器正朝著經(jīng)濟型平臺的方向發(fā)展，并要適合行業(yè)使用
測試部門非常希望能靈活地配置所需功能，以覆蓋到未來的需求，以免將來追加大量投資。另外，不斷縮短的產(chǎn)品開發(fā)時間也要求使用功能強大、易于操作、標準化的軟件組件，并可作為各種應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)可重用的模塊進行集成。
客戶需求，特別是電信和汽車電子行業(yè)的客戶，注重功率密度和模塊化設(shè)計。因而，價格合理的、適合行業(yè)使用的、基于平臺的測試與測量設(shè)備成為趨勢。
羅德與施瓦茨*新 R&S®緊湊型TSVP 開放測試平臺為滿足這些需求而打造，為電信和汽車電子開發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)領(lǐng)域的測試與測量應(yīng)用提供特殊成本優(yōu)勢。它為用戶提供基本的模塊化測試與測量功能理念和軟硬件通信接口。
此新產(chǎn)品線基于市場上已經(jīng)建立的 CompactPCI/PXI 和 CAN 標準。作為美國“國家儀器”公司制定的 CompactPCI 標準的擴展標準，PXI 標準（測量儀器 PCI 擴展標準）的采用為實施低成本、使用高性能模塊化系統(tǒng)組件的測量功能提供了廣為接受的途徑。目前適合 PXI 標準使用的測量和接口產(chǎn)品有 600 多種。
在開發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù)中采用模塊化理念
開發(fā)該測試平臺的原因在于通過現(xiàn)代測試設(shè)備為用戶提供極為多樣化的測試與測量手段，開放式行業(yè)標準如 CompactPCI / PXI 和 CAN 的采用使這一目標變?yōu)楝F(xiàn)實。除了羅德與施瓦茨模塊以外，其它支持這些標準并通過商業(yè)渠道獲得的硬件組件無需任何改動也能被集成到系統(tǒng)內(nèi)。
測量和開關(guān)模塊可被靈活地用在電子模塊功能測試中，此測試通過在線組件測試可有選擇地擴展為組合測試，它是一項基于 CompactPCI/PXI 標準的獨特功能。
傳統(tǒng) CompactPCI / PXI 系統(tǒng)的*大問題在于如何適應(yīng)工業(yè)環(huán)境和 DUT，即便功能測試，需要測量的信號數(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 100V 和電流達到 16A 時，測量、模擬或切換常常需要進行直流隔離。設(shè)施布線和信號調(diào)整帶來的成本不亞于測試編程和測試設(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)問題，開創(chuàng)了模塊化測試儀器領(lǐng)域的新標準。
測試平臺架構(gòu)
R&S®CompactTSVP 基本單元（產(chǎn)品名稱 R&S® TS-PCA 3）包括一個總線電路板和工業(yè)類PCI總線 － CompactPCI，PXI 標準的測試與測量擴展功能（觸發(fā)器、同步時鐘）由 14 個可用外圍插槽中的 11 個提供支持。
該新系統(tǒng)平臺包括兩個基本單元：R&S®CompactTSVP (FIG) 和 R&S®PowerTSVP。
R&S®CompactTSVP 基本單元的總線和插槽簡介（產(chǎn)品名稱：R&S®TS-PCA 3）。
CompactPCI 標準 32 位設(shè)計及后部傳輸模塊（RTM）理念還允許通過測試平臺的后部傳輸信號，不必再另外接線（插槽 3 和 4）。而 PXI（64 位）版本則無法做到這一點，因為它的地址和數(shù)據(jù)線較多（插槽 5 至 15）。實際上，當(dāng)前部使用一個可互換的 19 "夾具時，通過 RTM 從后部接線證明更具優(yōu)勢。
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試與測量設(shè)備使用。由于測試與測量設(shè)備和電源在空間上相互分開，因而測試組件不會受到熱影響，從而提高了溫度穩(wěn)定性。同時，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關(guān)模塊都通過該內(nèi)部通信總線控制。
當(dāng)激活機電式繼電器時，由于開關(guān)路徑控制只需要少量的位信號，因而 PCI 總線極高的數(shù)據(jù)傳輸速率（高達 134 Mbyte/s）顯得不甚重要。CAN 總線的明顯優(yōu)勢在于**傳輸協(xié)議和使開關(guān)模塊的接口容易部署。傳輸速率（1 Mbit/s）較低的問題通過開關(guān)模塊上的本地處理器和命令接口控制得到補償。另一方面，測量模塊還使用一個完全具備位并行 PCI 總線性能的寄存器接口。
通過模擬測量總線（八條線），電壓高達 125V 的信號可靈活地在開關(guān)和測量模塊之間切換，不必進行信號調(diào)理，并可避免硬接線。它被設(shè)計成一個獨立的總線電路板，可供全部 16 個插槽使用。特殊的配置確保了與標準 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準 (PICMG 2.11 Rev.1.0)，在基本單元內(nèi)，插槽 A3 / A4 中安裝了一個模塊化電源單元。如果需要提高輸出電流，或者要在冗余組件之間使用一個故障**切換單元，可以并聯(lián)**個電源（插槽 A1/A2）?；蛘撸@些插槽還可以安裝插件電源作為 DUT 的電源。
強大的 R&S®PowerTSVP 切換系統(tǒng)
R&S®PowerTSVP 基本單元（產(chǎn)品名稱 R&S®TS-PWA 3）用來實現(xiàn)純切換系統(tǒng)，或者提高覆蓋的測試點數(shù)量。如果電壓或電流較高，必要時可以使測試與測量設(shè)備和負載電路分開。只能使用基于 CAN 的模塊，*好使用 AF 切換模塊。在后續(xù)開發(fā)中還可以計劃實施 RF 切換系統(tǒng)。
切換系統(tǒng)既可以通過 R&S®CompactTSVP 的內(nèi)部 CAN 總線接口控制，也可以通過具有相應(yīng)接口的臺式電腦控制。對于高度復(fù)雜的系統(tǒng)，*多可使用四個 R&S®PowerTSVP 基本單元進行聯(lián)網(wǎng)，即相互連接控制總線和，必要時，模擬測量總線。
與 R&S
®CompactTSVP 一樣，R&S
®PowerTSVP 的簡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行同步或事件觸發(fā)型測量。
R&S®PowerTSVP 基本單元的總線和插槽概述（產(chǎn)品名稱：R&S®TS-PWA3）。
模塊設(shè)計
R&S®CompactTSVP 測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，每個測量模塊都允許對通過前面連接器進入的信號進行一次切換，并可自由訪問內(nèi)部的模擬測量總線。如果 DUT 測試時只需要對少數(shù)信號進行復(fù)用，使用測量模塊中的復(fù)用器就足夠了。但是，如果需要處理大量的通道，可通過模擬測量總線和矩陣切換模塊進行多路復(fù)用。因此，模塊連接變得非常靈活，這一點在實際應(yīng)用中非常重要。同時簡化了這些專用測量任務(wù)的接線。
測量模塊的一個重要特點是能夠進行浮動電位測量或模擬，它們能防止參考地測量時可能發(fā)生的雜音危險，特別是布線較長時。甚至在測量電子電路時測試與測量設(shè)備也不會帶來任何影響。
隔離測量信號和信號調(diào)理：例如在 R&S®CompactTSVP 測量模塊中直接實施過濾器，使絕大多數(shù)應(yīng)用不再需要添置昂貴的信號調(diào)理子系統(tǒng)。
在實施這樣的電路時，PXI 模塊的模塊格式與標準歐卡格式（160mm ×100mm）相比加長了130mm，測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專門為此開發(fā)的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器模塊。
R&S
®CompactTSVP 模塊格式圖解和使用舉例：R&S
®TS-PFG 任意波形發(fā)生器
在典型的自動測試設(shè)備 (ATE) 環(huán)境中使用時，為拓展到工業(yè)領(lǐng)域測量，另外集成了一塊模擬測量總線背板。它可用來在模塊間靈活地進行測試信號切換，不需要再另外接線。部分高阻抗的模擬信號或電平非常低的信號的傳輸路徑必須與“數(shù)字高速路”－PCI 總線－保持一定的實際距離，高電壓同樣如此。為此，模擬測量總線的模塊格式增加了一個接口。在測量過程中，模塊間信號的交叉連接通過模擬測量總線的耦合繼電器臨時產(chǎn)生。
模擬測量總線還有另一個重要任務(wù)：它構(gòu)成了高效模塊自檢的基礎(chǔ)，通過電阻測量完全可以測量系統(tǒng)中切換矩陣模塊的繼電器。作為功能性測試系統(tǒng)離不開的模塊，R&S®TS-PSAM 復(fù)用器模塊被用作內(nèi)部測量設(shè)備。它還可以用來測試測量和激勵模塊。自檢報告內(nèi)容**，允許進行徹底的系統(tǒng)診斷，使故障電路的查找變的更加容易。
完善的軟件 － 即插即用
為便于進行測試程序開發(fā)，提供了**的程序庫，被稱為“通用測試軟件庫”(GTSL)。它具備功能測試所需的即插即用型、并通過**測試的軟件模塊，符合“可互換型虛擬儀器”（IVI）標準。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、集成模塊的所有測量功能，該程序庫允許在生產(chǎn)中快速、可靠的進行現(xiàn)場配置，并可根據(jù)需求變化進行調(diào)整。
不僅如此，由于測試程序中使用了 GTSL，從而大大方便了對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)場可隨時有效地檢查 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)動程序使用，自動硬件檢測和驅(qū)動程序安裝后，通過提供的功能用戶界面（軟面板）能直接開啟某個模塊。它們可用來配置切換路徑、設(shè)置切換和測量儀器的信號調(diào)理，當(dāng)然還有測量，并可立即執(zhí)行它們。因此，不必編寫用戶軟件程序就能夠手動操作某個模塊，從而使測試裝置投入使用變得相當(dāng)簡單，而且花費時間更少。
模擬信號源和測量模塊 R&S®TS-PSAM 的用戶界面，其中顯示 200 ksamples/s 記錄的音頻信號。
測試平臺在功能性測試中的使用
由于測試與測量基本功能和通過商業(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－因而能夠?qū)⒐δ軓姶蟮臏y試平臺配置在一個緊湊型儀器中。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?；蛘弋?dāng)需要高頻產(chǎn)品時，將 RF 測試與測量系統(tǒng)集成在系統(tǒng)內(nèi)。
系統(tǒng)可通過模塊化嵌入電腦進行控制，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），尤為注重采用標準接口，如以太網(wǎng)、USB 和 RS-232-C 接口。
標準化治具理念
標準化接線裝置理念進一步完善了模塊化設(shè)計：測試與切換模塊配備了便捷的 DIN 41612 連接器，節(jié)省了測試點較多時的信號傳輸成本。其接線方便（例如通過帶有針形板治具的繞線裝置），可指定較高電壓。
其對應(yīng)部分為安裝在治具一端的一個牢固的連接器底座。在測試器一端，在治具的連接器底座上還安裝了一個接線式連接器。治具底座是平臺的一個可選配部件，并可作為可配置的標準組件使用。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。
功能性測試治具（右側(cè)）和配備 R&S TS-PAD3 治具接口的 R&S TS-PCA3 基本單元
Linux 軟件支持
為了滿足對工業(yè) Linux 軟件支持的強勁需求，羅德與施瓦茨開始為基于 CompactPCI 和 PXI 標準的 R&S
®CompactTSVP 平臺提供** Linux 支持。羅德與施瓦茨公司這款驅(qū)動程序和自檢軟件經(jīng)過反復(fù)檢驗和測試，提供重要的系統(tǒng)組件如 PXI 內(nèi)核驅(qū)動程序、IVI 運行和通用設(shè)備 API，現(xiàn)在也能夠在 Linux 系統(tǒng)下運行。
小結(jié)
跨國開發(fā)和生產(chǎn)機構(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、具有不同組合的測試與測量功能和測試資源。R&S®CompactTSVP 為在多種應(yīng)用環(huán)境中使用的系統(tǒng)提供了一個高效的基礎(chǔ)平臺。
在典型的測試系統(tǒng)中，如發(fā)動機測試臺、符合性測試儀或生產(chǎn)測試系統(tǒng)，可用的組件在測試能力和測試深度方面能覆蓋到各種常見的基本功能。對于其它功能和眾多接口，可利用商業(yè)渠道得到的、由其它專業(yè)廠家生產(chǎn)的組件進行無縫化集成實現(xiàn)。
利用即將推出的模擬在線測試模塊，可使用一套系統(tǒng)一次性測試電子產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和功能。
