作者： Etienne Frenette , Averna，Hans-Joachim Tepper Tepper - IAV Automotive Engineering

“如今，NI PXI 技術(shù)的高通量射頻數(shù)據(jù)流盤能力使我們?cè)谟涗浕胤潘惺褂弥谐Ｒ姷哪M和無線信號(hào)以及各色各樣的信號(hào)損失均很有效 。”

挑戰(zhàn)

開發(fā)一個(gè)針對(duì)汽車無線電和全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器的射頻(RF)信號(hào)測(cè)試解決方案，減少耗時(shí)且昂貴的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，同時(shí)進(jìn)一步提高設(shè)備的質(zhì)量。

解決方案：

Averna 的工程師利用 NI PXI 產(chǎn)品高帶寬的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)完整的解決方案，記錄真實(shí)世界的射頻信號(hào)、信號(hào)損失以及環(huán)境數(shù)據(jù)，用于在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)很方便地回放;而且，為了從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度提高測(cè)試效率，Averna 聯(lián)同用戶創(chuàng)建了共同的用戶參考庫。

給汽車制造商提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品

全球總部位于德國(guó)的 IAV 汽車工程公司是汽車工業(yè)內(nèi)全球頂尖的工程和設(shè)計(jì)服務(wù)提供商之一，為世界上最有名的汽車制造商和零配件供應(yīng)商效力，包括奧迪、賓利、寶馬、克萊斯勒、戴姆勒、福特、通用汽車、保時(shí)捷和大眾。

該公司最近為一家德國(guó)頂尖的汽車制造商測(cè)試和驗(yàn)證車載收音機(jī)和導(dǎo)航系統(tǒng)。IAV 必須在這些裝置上進(jìn)行全面的射頻信號(hào)測(cè)試，包括 AM/FM,RDS,TMC,DAB/DMB,GPS 和 HD Radio(IBOC)，并達(dá)到歐洲所有常見模擬和數(shù)字無線標(biāo)準(zhǔn)。他們利用多種函數(shù)測(cè)試各種設(shè)備模型，覆蓋多種類型的廣播節(jié)目，例如搖滾、爵士、古典和對(duì)話類節(jié)目。另外，從倫敦市中心陽光明媚的白天到法國(guó)阿爾卑斯山盤山公路上的雪夜里，這些設(shè)備必須在整個(gè)歐洲的所有環(huán)境和駕駛條件下進(jìn)行測(cè)試。為滿足客戶的嚴(yán)格技術(shù)規(guī)范，IAV 必須在成千上萬個(gè)可能的測(cè)試案例中保證一流的產(chǎn)品質(zhì)量。

尋找可再現(xiàn)和重復(fù)的測(cè)試方法

作為評(píng)估的一部分，首先在實(shí)驗(yàn)室里，IAV 用典型信號(hào)發(fā)生器進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試和驗(yàn)證，以測(cè)量如臨界值、靈敏度和信噪比等指標(biāo)。然而，許多存在問題的射頻信號(hào)現(xiàn)象只能在動(dòng)態(tài)環(huán)境中，如行駛的車輛中才會(huì)出現(xiàn)。這些信號(hào)損失包括當(dāng)信號(hào)從城市摩天大廈反彈時(shí)產(chǎn)生的多路干擾，或者與天氣相關(guān)(霧和雨)造成的衰減和失真。數(shù)學(xué)模型和測(cè)試文件庫在模擬這些衰減時(shí)會(huì)有不足之處。

因此，IVA 每年派幾十名專業(yè)聽眾在公路上對(duì)所有可能的測(cè)試實(shí)例檢測(cè)信號(hào)毛刺。然而，因?yàn)檫@個(gè)辦法不具有重復(fù)性 —— 測(cè)試工程師每次都需要為每個(gè)特定的無線電模型和信號(hào)而奔波，該方法既費(fèi)時(shí)又昂貴。

IAV 需要集合不同對(duì)照點(diǎn)的信號(hào)數(shù)據(jù)庫，在同信號(hào)不同條件、同條件不同信號(hào)和其它組合下，以協(xié)助評(píng)估不同設(shè)備。他們需要測(cè)試方法具有可重復(fù)性，盡可能提高測(cè)試和驗(yàn)證的效率。

利用 NI PXI 的記錄回放功能

為了幫助解決這些挑戰(zhàn)，IAV 與來自 National Instruments 系統(tǒng)聯(lián)盟伙伴 Averna 公司的工程師合作。IAV 通過 Averna 射頻信號(hào)記錄回放系統(tǒng) —— 這是一個(gè)記錄真實(shí)世界信號(hào)，并且可以隨意回放的交鑰匙系統(tǒng)，用作實(shí)驗(yàn)室分析，以及全球接收機(jī)測(cè)試儀(URT)平臺(tái)的一部分。

我們利用NI PXIe-1065機(jī)箱、NI PXIe-8106 嵌入式控制器、NI PXIe-5672 矢量信號(hào)發(fā)生器和 NI PXI-5661 矢量信號(hào)分析儀創(chuàng)建記錄回放系統(tǒng)。這些關(guān)鍵技術(shù)能實(shí)現(xiàn)從射頻模塊到硬盤驅(qū)動(dòng)器高達(dá)每槽 2GB/s 的專用帶寬實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流盤，以及高性能定時(shí)和同步功能。另外，我們利用 NI LabVIEW 軟件的靈活性設(shè)計(jì)軟件組件，同時(shí)把系統(tǒng)封裝在防噪抗干擾的射頻屏蔽箱里，可用于可移動(dòng)用途。該系統(tǒng)有 DC/AC 轉(zhuǎn)換器、帶自動(dòng)增益控制(AGC)的可優(yōu)化信號(hào)采集的前置放大器系統(tǒng)和多媒體信號(hào)記錄能力。利用NI的商業(yè)現(xiàn)成組件，我們創(chuàng)建了一個(gè)交鑰匙系統(tǒng)，用戶從研發(fā)的開始階段就能使用，這些組件已經(jīng)預(yù)先安裝好，且不需要開發(fā)應(yīng)用軟件。

建立客戶射頻測(cè)試信號(hào)庫

IAV 的工程師們能攜帶由帶直流電源供電(與車載電池相連)的記錄回放系統(tǒng)，在卡車或汽車后座進(jìn)行測(cè)試。將天線連接至系統(tǒng)后，測(cè)試工程師通過一臺(tái)筆記本電腦和局域網(wǎng)訪問圖形用戶界面(GUI)，記錄動(dòng)態(tài)信號(hào)，同時(shí)控制信號(hào)的頻率、帶寬和增益。IAV 利用此方法記錄大量廣播和導(dǎo)航信號(hào)，以建立一個(gè)專有的測(cè)試文件庫，方便隨時(shí)回放。

為進(jìn)一步加強(qiáng)該文件庫，IAV 記錄廣播和 GPS 數(shù)據(jù)以分析環(huán)境背景對(duì)信號(hào)的影響。例如，IAV 能記錄當(dāng)出現(xiàn)信號(hào)損失時(shí)車輛的準(zhǔn)確位置，以及當(dāng)時(shí)的天氣和路況。因?yàn)椴恍枰M(jìn)行太多現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，通過將待測(cè)設(shè)備置于真實(shí)世界的信號(hào)和損失環(huán)境中，IAV 工程師能投入更多時(shí)間進(jìn)一步提高設(shè)備質(zhì)量。

將檢修排故簡(jiǎn)單化

利用該記錄回放系統(tǒng)，IAV 現(xiàn)在能立即與設(shè)備制造商、零件制造商和汽車制造商分享記錄數(shù)據(jù)，因此，各方可在同樣信號(hào)、損失和環(huán)境背景下充當(dāng)車載收音機(jī)和導(dǎo)航設(shè)備的故障檢修員，共同找到問題的根源。因此，那些負(fù)責(zé)產(chǎn)品質(zhì)量的工程師，可以遠(yuǎn)程診斷設(shè)備。

“當(dāng)你與世界上最負(fù)盛名的汽車制造商打交道，質(zhì)量是最受關(guān)心的。”IAV 一測(cè)試工程師Hans Joachim Tepper 說，“NI PXI 技術(shù)的高通量射頻信號(hào)流盤能力使我們?cè)谟涗浕胤潘惺褂弥谐Ｒ娔M和無線信號(hào)以及各色各樣的信號(hào)損失均很有效 。Averna 的 URT 記錄回放系統(tǒng)有助于將這些性能整合在一起，并提供我們所需的可重復(fù)性，以滿足客戶嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。我們相信這個(gè)方案有助于顯著提高長(zhǎng)期測(cè)試效率。”

抗干擾射頻屏蔽箱

基于NI PXI產(chǎn)品的高帶寬射頻信號(hào)記錄回放儀

NI PXI技術(shù)進(jìn)行高效的 GPS 信號(hào)測(cè)試