本文討論了巔峰對決：NI 5665 與傳統臺式儀器對比 這一視頻中所演示的設置細節。在此演示中，比較了NI PXIe-5665與Agilent PXA的測試性能與速度。視頻并不是關于兩個儀器的技術指標對比，而是現場測試的對比。

 

    在LTE和WCDMA測試中，使用了NI PXIe-5673矢量信號發生器。濾波器僅用于WCDMA信號，以盡量減少本底噪聲。在線性度測試中，使用了兩個CW信號源生成的單頻信號，并通過一個小型合并器電路進行合并。所有的信號將通過分路器分別傳給NI PXIe-5665 VSA 和Agilent PXA。

 

 

 

    此項設置確保傳輸至NI PXIe-5665 和 Agilent PXA的信號是相同的。

    注意：經過分路器后，信號會略有損失。

圖2.硬件設置，儀器及其連接方式展示

    NI PXIe-5665放置于安裝有PXIe-8133控制器的PXIe-1075機箱內，使用PXI Express技術從儀器向上位機PC傳輸數據。Agilent PXA通過LXI總線（以太網）進行控制。PXA通過LXI總線傳輸數據所需時間為900 µs；而基于PCI Express總線技術的NI PXIe-565只需1 µs。如圖3所示，PXI Express的帶寬為1 GB/s，而延遲則少于1 µs。

圖3. 各種儀器控制總線的帶寬與延遲對比圖

    主要使用的編程語言為 NI LabVIEW�？刂芇XIe-5665所使用的工具包和驅動程序如下：

    在Agilent PXA中載入了如下軟件：

    通過LabVIEW 和儀器控制驅動程序，基于SCPI指令對PXA進行控制。

     所生成的LTE 標準信號是一個UPLINK信號，其中心頻率為1 GHz，帶寬為5 MHz，強度為-10 dBm。

    NI PXIe-5665和Agilent PXA都會生成5個平均值。

    所使用的濾波器為SAW 濾波器，標準頻率為248.6 MHz，帶寬為 6 MHz。WCDMA 是一個DPCCH UPLINK信號，其中心頻率為248.6 MHz。

 

 

    注意：我們并不是要對分析儀的最佳ACPR性能進行測試，而只是測量在現有設置基礎上的最佳結果。使用SAW濾波器是為了讓上 下相鄰頻道的測量結果更佳。

    在WCDMA ACLR測試中，Agilent PXA和NI PXIe-5665讀取相鄰頻道中約-81 dBc的信號。  對于兩種設備均按如下方式設置：

 

    重要提示：所計算的時間為采集時間+測量時間+GPIB/LAN總線的傳輸時間

    使用Agilent PXA時，被傳回至主機的只有ACPR 讀取信息，而并不是完整的軌跡。

    在一個典型的測試現場中，測試工程師需要將讀數傳回至主機，并進行“通過/失敗”類的測試，因此需要將此時間考慮在內。而且，對于視頻中的所有演示試驗，都進行了10次的平均運算。測試工程師通常是需要進行一些平均運算，使得測量結果更精確。

    PXA還有一個可選的模式，即無噪聲校正的快速ACPR選項。使用快速ACPR選項，會損失一些動態范圍。NI PXIe-5665則無此限制，所有的測量均通過噪聲校正，并對速度進行優化。

		Agilent PXA		NI 5665
平均狀態		時間 (ms)	ACPR (dBc)	時間 (ms)	ACPR (dBc)
開啟平均	快速ACPR模式	180	-75	30	-75
	IBW 模式	420	-82	NA	-81
關閉平均	快速ACPR模式	60	-75	5	-75
	IBW 模式	100	-81	NA	-81

 

圖4.此圖展示了PXA 的快速模式。若在設置中使用SAW濾波，則可實現的最佳ACPR值大約為-75 dBc。

圖5.使用IBW 模式和噪聲校正時，你可以在上通道實現-82 dBc，這一數值與使用NI PXIe-5665達到的數值接近。

圖6.正如視頻中所示，NI 5665可以在開啟平均和噪聲校正的情況下實現-81 dBc的測量，同時其速度也要比Agilent PXA快14-15倍。

 

    在此測試中，我們將生成中心頻率相差1MHz的兩個單頻信號。如果兩個信號源之間沒有足夠的間隔，信號源所產生的互調失真會掩蓋被測接收機的失真。每個信號源輸出口的AtlanTec（ACC - 20010系列）隔離器、Mini -Circuits<ZFSC-2-10G+( 10 GHz) 和 ZFSC-2-11-s (1GHZ)>功率分配器被用于信號結合，確保信號源失真低于被測失真的接收器水平。上下TOI都會被計算在內（只有上部TOI在視頻中顯示）。計算的上下TOI的方法如下。

    IP3 Lower = P1 + (P2- IMD lower)/2

    IP3 Upper = P2 + (P1 - IMD Upper)/2

    以下設置對于兩個儀器都適用。

    o        0 dB衰減

    o        01 kHz RBW

    o        無平均值

圖7. NI PXIe-5665和Agilent PXA的三階信號成分。NI PXIe-5665的三階信號成分的絕對強度接近-95 dBm。

 

    如果使用更多的衰減，那么你可以獲得更多的TOI測量結果。

 

    在列表模式測試中，生成了一個1GHz的信號，并使用Agilent PXA和NI PXIe-5665進行讀取。隨機選擇2、 5、10 或14 GHz的諧波，因為兩個儀器的測試結果以3.6GHz頻點為界都會發生變化，而我們希望能正確地測量跳躍到更高次的諧波所需的時間。雖然這并不是一個標準的測試，但是它最好地展示了兩個儀器在列表模式測試中的靈活性。

    注意：對兩個儀器均使用列表模式。

    總時間由列表模式中的掃描時間+每個頻率跳躍峰值搜索時間+數據返回至兩臺儀器的主機所需時間組成。

圖8.在NI PXIe-5665和Agilent PXA上使用列表模式。相比大多數列表模式測試，NI 5665 要快1.5-2倍。

圖9. 遠程使用Agilent PXA列表模式，在上述條件下需要700ms的時間。

    注意：Agilent PXA針對某些諧波上進行了優化。NI 5665 則是在所有的列表模式測試中速度快1.7-2倍。

 

    在EVM測試中，使用NI PXIe-5673矢量信號發生器生成一個LTE信號。兩個儀器均使用如下設置：

·    

圖 10. 使用Agilent PXA 和 NI PXIe-5665進行LTE EVM 測試。

圖 11. 將信號處理移至FPGA上進行可以節省時間。

 

    NI FlexRIO非常靈活，可以作為一個協處理器。在這一演示的設置中，所有來自PXIe-5665的數據都是在FPGA上進行處理；而在之前的演示設置中，數據是在嵌入式處理器中進行處理。這一特性的應用非常廣泛，例如硬件處理的算法、協議實現以及實時激勵-響應等應用。

 

    前面所有的測試演示都只針對單次測量的時間。而在本項測試中，除了測量時間以外，還將考慮設置時間。這在包含多種測試標準的自動化測試（例如功率放大器測試）之中很有必要。

圖 12. 若考慮設置時間，NI 5665的速度要快20倍。

    對于一個典型的測試設置來說，相對于使用Agilent PXA，NI PXIe-5665能夠提供相同或者更好的性能，而且在大多數測試中要快14-15倍。同時，NI PXIe-5665的成本要比傳統臺式儀器小得多。在下表中，對NI 5665以及相對應的Agilent PXA價格進行了比較。

頻率范圍	PXA (基于2011年8月9日，Agilent.com網站上的價格)	NI PXIe-5665
10 Hz 至 13.6 GHz	$61,956	$54,999
50 MHz BW (Agilent可實現40 MHz)	$15,435	已包含
電子衰減， 3.6 GHz	$3,093	已包含
前置放大， 3.6 GHz	$1,900	已包含
微波預選旁通	$5,361	已包含
PXIe機箱&MXIe控制器	已包含	起價 $3,1981
總計	$87,745	$58,197 可節省29%

    在自動化測試系統中，PXI機箱和MXI控制器的花費通常被系統中的所有儀器均攤。例如，如果一個測試系統中包含兩個NI PXIe-5665矢量信號分析儀，并插在一個PXIe機箱中，則機箱和控制器的費用只會發生一次，因此總的投入要少于2 x $58,597。然而，如果一個測試系統中包含兩套PXA，則投入為2 x $87,745。

    注意：對于自動化測試應用來說，Agilent PXA和NI PXIe-5665在PC和所選編程語言（如LabVIEW、CVI、Visual Studio等）方面的投入是相同的，因此也沒有將其納入到比較當中。