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发布了NI针对物联网应用的最新解决方案和软硬件

2019-11-18 22:57

基于PXI的无线测试系统进行了速度优化,可数倍提高生产车间的生产能力

新闻发布—美国国家仪器公司(National Instruments, 简称NI)于2015年8月4日-6日在美国得克萨斯州首府奥斯汀举办了一年一度的NIWeek全球盛会。3200多名业界代表参加了此次盛会,见证了NI通过平台化架构帮助客户将Big Analog Data进一步分析、控制,打造智能化系统,实现物联网实施落地的最新理念。

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新闻发布—NIWeek—美国国家仪器(National Instruments,简称NI) 作为致力于为工程师和科学家提供解决方案来应对全球最严峻的工程挑战的供应商,今日宣布推出无线测试系统,一款可大幅降低批量无线生产测试成本的解决方案。 尽管面临日益增加的无线测试复杂性,企业仍可以借助经过测量速度优化和具有并行测试功能的系统来自信地降低测试成本,数倍提高生产车间的生产能力。

NI始终致力于为工程师和科学家提供解决方案来应对全球最严峻的工程挑战。NIWeek自举办20多年来,已经成为图形化系统设计领域的全球盛会,也成为了测试、测量与控制相关行业最为重要的前瞻性会议。此次NIWeek定位于工业物联网,介绍了物联网发展的关键技术及挑战,发布了NI针对物联网应用的最新解决方案和软硬件产品,同时展示了令人耳目一新的具体应用案例,覆盖智能测量(Smart Measurement)、智能测试系统(Smart Test System)、智能电网(Smart Grid)、智能机器(Smart Machines)与智能发电(Smart Power Generation)五大核心领域。

2018年6月21日,NI (美国国家仪器公司,National Instruments,简称NI),以软件为中心的平台供应商,助力于加速自动化测试和自动化测量系统的开发进程和性能提升,宣布推出NI-RFmx NB-IoT/eMTC测量软件,该软件进一步增强了NI针对从802.11a/b/g/n/ac/ax、蓝牙到2G/3G/4G/5G标准等无线技术的现有RF协议测试功能。

NI公司在2002年推出其第一台RF矢量信号分析仪之后,一直致力于为客户提供快速、灵活、精确的PXI仪器,而且其成本仅是传统箱型仪器的几分之一。今年,NI的PXI RF系列产品又增添了一个新成员,NI PXIe-5630矢量网络分析仪。

“物联网等大趋势将驱动更多的设备融合射频和传感器功能,过去此类设备的测试成本极其昂贵。 但是测试成本不应成为工程师创新或产品具备经济可行性的绊脚石,”Frost & Sullivan公司的测量和仪器项目经理Olga Shapiro表示, “为了维持未来的盈利能力,企业需要重新思考其无线测试方法,采用新的模式。 由于WTS是使用经业界验证的PXI平台开发的,而且受到NI的专业技术支持,我们预期该系统将对物联网产生重大的商业影响。”

NI针对工业物联网推出新一代控制系统,基于开放、灵活的LabVIEW可重配置I/O 架构的全新嵌入式系统硬件

NB-IoT和eMTC通过满足一些关键性能标准(如距离更远的工作范围和更低功耗)来实现各种大规模机器通信的应用。与现有的LTE技术相比,NB-IoT和eMTC标准通过优化链路预算扩大了工作距离,并通过更窄的带宽和简化的无线电设计降低了功耗。

如图1所示,NI PXIe-5630是6GHz的双通道VNA,支持传输和反射系数的矢量测量,也就是正向S参数S11和S21。全新的VNA具有10MHz到6GHz的频率范围,超过110dB的宽动态范围,不超过400μs/点的扫描时间,是进行自动化设计验证和生产测试的理想工具。而且,NI PXIe-5630 VNA的架构灵活,体积小巧,可以方便地添加到设计验证和生产线测试系统中,这是体积大、成本高的传统VNA所无法比拟的。PXI平台的优势,结合灵活的、经过多核处理优化的LabVIEW API,可以方便地实现多个RF元件的并行测试。

WTS结合了最新的PXI硬件,为多标准、多DUT和多端口测试提供了一个统一平台。 该系统结合TestStand无线测试模块等灵活的测试序列生成软件,可帮助制造商大幅提高并行测试多个设备时的仪器利用效率。WTS可轻松集成到生产线中,提供了可立即运行的测试序列来测试采用Qualcomm和Broadcom芯片的设备、集成式DUT和远程自动化控制。借助这些特性,用户将可明显看到其RF测试设备的效率大幅提升,从而进一步降低了测试成本。

该硬件包含了以下三个控制器:高性能CompactRIO控制器,适用于需要系统坚固可靠、环境严苛的工业应用领域的工程师和系统集成商;FlexRIO控制器,适用于有便携需求的高性能嵌入式应用设计工程师;以及Single-Board RIO控制器,适用于需要提高嵌入式应用灵活性的设计工程师。这些控制器集成了来自Intel和Xilinx的最新嵌入式技术,旨在帮助系统设计工程师和机器开发人员应对最严峻的控制和监测挑战。控制器基于SELinux ,完全受到LabVIEW软件、LabVIEW FPGA模块和NI Linux Real-Time的支持,为工业物联网应用提供了高级的安全功能。

由于NB-IoT和eMTC技术主要用于低成本、低功耗应用,工程师们因此也面临着降低成本和功耗的压力。NI的NB-IoT和eMTC测试解决方案将易于使用的测量软件与广泛的RF、DC和数字仪器相结合。这些解决方案还可以测试NB-IoT/eMTC无线设计的多个方面。 通过将NI-RFmx软件与NI矢量信号收发器相结合,工程师可以轻松测量各种射频性能特性,如输出功率、调制质量和频谱特性。 此外,使用NI的精密DC仪器,工程师可以在fA(飞安)分辨率下验证功耗。 最后,已经在使用NI RF仪器进行3G、4G和5G测试的用户可以利用全新的NI-RFmx NB-IoT/eMTC软件特性,轻松增强测试仪功能来满足变化的需求,进一步支持设备市场。

图1. 业内第一台PXI VNA,6GHz的NI PXIe-5630

“使用NI无线测试系统,我们可以在同一个设备上测试多种无线技术,包括蓝牙、WIFI、GPS和蜂窝。”HARMAN/Becker汽车系统公司的Markus Krauss表示, “WTS和NOFFZ的RF测试工程专业知识帮助我们显著减少了测试时间以及快速安装和运行测试系统。”

澳门新濠新天地3559,全新无线测试系统降低无线生产测试成本,基于PXI的无线测试系统进行了速度优化,可数倍提高生产车间的生产效率

NI技术理事Charles Schroeder表示:“NI为NB-IoT和eMTC测试提供的新解决方案是我们承诺帮助工程师更快速将新无线技术推向市场的一部分。利用NI软件定义的测试和测量方法,工程师们可以快速增强测试系统的RF测量功能,以经济高效的方式满足新的无线标准。”

描述RF元件特性需要特殊的仪器

WTS是NI基于PXI硬件和LabVIEW以及TestStand软件开发的最新系统(2014年发布了半导体测试系统)。 WTS可支持LTE Advanced、802.11ac和蓝牙LE等无线标准,专用于WLAN接入点、手机、信息娱乐系统和其他包含蜂窝、无线连接和导航标准等多标准设备的生产测试。 WTS内采用的软件设计的PXI矢量信号收发仪技术为制造工业提供了出色的射频性能以及可随射频测试需求变化而调整的平台。

WTS结合了最新的PXI硬件,为多标准、多DUT和多端口测试提供了一个统一平台。该系统结合TestStand无线测试模块等灵活的测试序列生成软件,可帮助制造商大幅提高并行测试多个设备时的仪器利用效率。WTS可轻松集成到生产线中,提供了可立即运行的测试序列来测试采用Qualcomm和Broadcom芯片的设备、集成式DUT和远程自动化控制。借助这些特性,用户将可明显看到其RF测试设备的效率大幅提升,从而进一步降低了测试成本。

NI针对NB-IoT和eMTC上行链路测试新开发的技术集成到一系列完整的射频和半导体测试产品中,包括用于2G、3G、LTE-Advanced Pro、5G新空口、WiFi 802.11ax、蓝牙5.0等的测量软件。 此外,工程师可以从频率涵盖直流到毫米波的600多款模块化PXI产品中进行选择,以构建功能全面的半导体特性和生产测试系统,覆盖从实验室验证到量产测试的解决方案。

为了获得更高的无线数据传输速率,而且不增加功耗或占用频宽,就需要特别注意RF元件的设计、特性和终端测试。复杂的调制电路严重依赖于对RF信号振幅和相位细微变化的成功检测,这使得信号链中的每个元件从基频到RF都要满足严格的要求。

如需了解更多关于无线测试系统的信息,请访问ni.com/wts。

全新CompactDAQ硬件和DIAdem 2015软件,帮助工程师解决大数据挑战

VNA最常用的功能之一就是量化两个元件的阻抗不匹配。每次RF信号离开一个元件进入另一个元件时,信号的一部分都会被反射回来。就像你透过窗户往外看,大部分光透过窗户,使得外面的人可以看到你,但你也可以在窗户里看到自己的影像,这是因为光的一部分被反射了回来。在RF系统中,这种反射转换为能量损失,从而导致更高的功耗、不必要的热和失真。

全新的4槽和8槽CompactDAQ控制器搭载Intel Atom E3845四核处理器作为控制器,可使用最新版的LabVIEW2015系统设计软件进行编程。同时新的控制器可运行Windows Embedded 7或NI Linux Real- Time操作系统,包含了32 GB非易失性存储和可移动SD存储,可帮助工程师开发更智能的数据记录和嵌入式监测应用。全新的USB 3.0CompactDAQ机箱更可帮助用户将测量系统扩展到更高通道数的应用,而且不会降低数据传输速度。DIAdem 2015 64位软件可让用户加载和分析比以往更多的数据。 DataFinder 2015服务器版提供了多级查询功能,查询请求会发送到服务器全局,几秒钟内便可找到用户需要分析的数据。

为了完整描述信号经过被测设备的通路,必须对以下3个信号进行测量:入射信号、反射信号和传输信号。图2说明了VNA的基本设计,正是这种设计使得VNA可以进行精确的测量。信号发生器连接到DUT的端口1。定向耦合器使得接收机R只测量参考信号或入射信号,接收机A只测量反射信号,而接收机B则测量传输信号,从而实现常用的VNA测量,包括插入损耗、回波损耗、电压驻波比和群延迟。

最新LabVIEW 2015系统级设计软件更快速编写代码

图2. VNA的特殊设计使高精度的RF测量成为可能

LabVIEW最新版提供了快速便捷开发方式和调试工具,将继续通过系统间的代码复用来标准化用户与几乎所有硬件的交互方式,从而帮助他们节省时间和成本,以适应技术的进步、需求的变化和日益增加的上市时间压力。LabVIEW 2015还可帮助用户以最短的时间学习软件设计的方法,进而快速开发强大、灵活、可靠的系统。

选择合适的工具进行测量

“工业物联网将代表下一代工业革命,而且伴随着大数据的加入也将带来无穷的机遇。” NI 总裁、CEO和创始人Dr. James Truchard表示,“NI将帮助客户应对物联网发展所带来的挑战,承担链接物联网与大数据的中间角色,为客户提供切实的智能解决方案。”

单一的RF仪器无法完整描述无线系统的特性。无线设备包括线性和非线性元件,只有知道每个元件的特性才能理解其对整个系统性能的影响。线性元件,或者工作在线性范围的元件,不会在RF信号中引入多余的频率成分。尽管线性元件会影响振幅和相位,但在其输入端引入的频率成分在输出时频率不变。典型的线性元件是滤波器和传输线。非线性元件则正相反,它会改变信号的频率特性。即使输入信号是单频的,经过非线性设备后,输出信号也可能包含谐波失真或其它畸变。常见的具有非线性特性的元件是功率放大器和混频器。

如需了解更多关于2015 NIWeek资讯,请访问

矢量信号分析仪和矢量信号发生器,比如NI PXIe-5663和NI PXIe -5673E,可以很好地实现非线性测量,比如计算放大器的1dB压缩点或找到混频器中无用谐波。然而,对于线性测量,比如滤波器的传输和反射系数,或者在指定的频率范围内精确描述相位和振幅特性,VNA则是更合适的选择,比如NI PXIe-5630。表1显示了进行常见的线性和非线性测量所推荐的PXI RF仪器。

表1. 为常见的线性和非线性RF测量选择合适的PXI RF仪器

LabVIEW和PXI实现并行且灵活的VNA测试

NI PXIe-5630 VNA的小型化使其具有令人印象深刻的价值和灵活性。它功能齐全,包括自动化精确校准、全矢量分析和参考面扩展,为验证和生产操作提供理想的矢量网络分析解决方案,而传统的台式VNA则需要更高的成本和更大的空间。灵活的LabVIEW API可以帮助您实现真正的并行测试,只使用一个控制器和多个VNA相连就可以实现多点测试操作。而且,有了开放的PXI平台,您可以将其它RF或混合信号I/O仪器无缝地整合到测试系统中。

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