productronica 2015: новые решения – российскому рынку4 (00065) 2016...

№4 (00065) 2016 печатный монта ж 123

ВыстаВки и конференции www.electronics.ru

Productronica 2015:новые решения – российскому рынкуЧасть 3

И.Шахнович, В.Ежов, В.Мейлицев

Рассказ о новых и наиболее интересных решениях, представленных на выставке Productronica 2015, продолжается. На сей раз мы сконцентрируемся на сфере контроля и измерений – важнейшей области для производства электронной продукции. Мы расскажем как о новом контрольно-измерительном оборудовании ведущих производителей, так и о системах электрического тестирования собранных печатных плат.

Еще одна тема, которой мы уделим внимание в этой части, – промышленная мебель. Ведь можно сколько угодно рассуждать о достоинствах нового прибора, но его нужно куда-то поставить, чтобы с ним было удобно работать. И здесь отечественные производители предлагают очень достойные решения.

Но не только мебель представляли российские компании на выставке Productronica. В частности, впервые свои уникальные разработки в области контрольно-измерительного оборудования представила компания "Микран". С нее мы и начнем наш рассказ.

124 печатный монта ж №4 (00065) 2016


Компания "Микран"директор департамента информационно-измерительных систем Герман КунКомпания "Микран" впер-вые демонстрирует свое к о н т р о л ь н о - и з м е р и -тельное оборудование на зарубежной выставке. Поэтому, наряду с пока-зом своих новых решений, мы стараемся в макси-мальной степени изучить опыт ведущих мировых производителей.

К лючевая новинка, которую мы пред-ставляем на выставке Productronica, – послед-нее поколение высоко-

точных векторных анализаторов цепей (ВАЦ) серии "Панорама" Р4213/Р4226 (экс-портное обозначение R4213/R4226), серий-ное производство этих устройств запла-нировано на второй квартал 2016 года. Принцип действия анализаторов R4213/R4226 основан на раздельном измерении параметров падающей, отраженной и про-шедшей через исследуемое устройство волны сигнала с применением направ-ленных ответвителей. В состав прибора входят источник зондирующего сигнала и прием ники отраженных и прошедших через ИУ сигналов. Приборы предназна-чены для комплексных измерений параме-тров СВЧ-устройств.

Диапазон рабочих частот ВАЦ Р4213 – от 300 кГц до 13,5 ГГц, а Р4226 – от 10 МГц до 26,5 ГГц. По параметрам ВАЦ R4226 практи-чески не уступает лучшим разработкам таких компаний, как Keysight и Rohde & Sсhwarz. Например, динамический диапазон этих приборов достигает 145 дБ. ВАЦ обеспечи-вают широкий диапазон выходной мощности и высокий максимальный уровень сигнала – от –90 до +12/+15 дБ. Приборы отличают ся низ-кой зашумленностью (0,002 дБ СКО) и высо-кой стабильностью (0,01 дБ/°C) измеритель-ной трассы. В устройствах предусмотрены расширенные возможности калибровки. Кроме того, ВАЦ R4226 поддерживает опции измерения коэффициента шума, импульсных измерений, измерения параметров смесите-лей и измерения интермодуляционных иска-жений. Опционально возможна установка второго источника сигнала.

Программное обеспечение ВАЦ R4213/R4226 имеет удобный интерфейс и настраи-ваемую систему маркеров. Возможно ото-бражение до четырех измерительных диа-грамм. Предусмотрена гибкая система созда-ния отчетов об измерениях. Для выполнения сложных математических операций имеется встроенный редактор формул.

ВАЦ R4213/R4226 построены на основе архи-тектуры виртуальных приборов, что позво-ляет расширить функциональность прибора за счет большого выбора программных опций.

Герман Кун

Контрольно-измерительные приборы и системы

Высокоточный векторный

анализатор цепей серии

"Панорама" Р4226

№4 (00065) 2016 печатный монта ж 125


Открытый программный интерфейс, совме-стимый со стандартом SCPI, дает возможность пользователю управлять прибором с помо-щью стороннего ПО (LabVIEW, MS Excel и др.). Адаптивная система синхронизации позво-ляет обеспечить совместную работу прибо-ров c другими устройствами в составе изме-рительных комплексов.

Особо хочется отметить, что основные ком-поненты и узлы наших приборов – произ-водства "Микран". В ВАЦ серии "Панорама" стоят наши МИС переключателей и смесите-лей, направленные ответвители, мосты, СВЧ-диоды и СВЧ-соединители. Механический калибровочный набор – это полностью наша разработка и производство. В электронном калибраторе СВЧ МИС также разработана и изготовлена в компании "Микран".

Вторая новинка, которую мы демонстри-руем на выставке, – векторный генератор сиг-налов Г7М-06 (G7M-06) с диапазоном частот от 10 МГц до 6 ГГц. Это устройство обеспе-чивает формирование сложных сигналов, предусмотренных современными стандар-тами, с аналоговой или цифровой вектор-ной модуляцией (QAM, PSK, FSK, MSK). Форма сигналов может быть задана пользовате-лями. G7M-06 обеспечивает сканирование по частоте и мощности.

Встроенный в Г7М-06 двухканальный гене-ратор модулирующих сигналов (квадратур-ные каналы I и Q) способен воспроизводить сигналы из памяти (объем до 32 Мвыборок на каждый канал) с частотой дискретизации до 125 МГц. Он позволяет вносить управляемые искажения в модулирующие сигналы, форми-рует маркеры событий (маркеры определяются пользователем в процессе создания сигналов). Генератор воспроизводит последовательно-сти сигналов, содержащие до 1 024 сегментов, каждый из которых может повторяться 65 535

раз. Разрешение ЦАП генератора составляет 16 бит.

Прибор отличается низким уровнем собственных фазовых шумов (–130 дБн/Гц на отстройке 20 кГц от несущей 1 ГГц) и широ-кой полосой модулированного сигнала – 100 МГц (50 МГц на канал). Генератор Г7М-06 обладает широким диапазоном регулировки мощности – от –90 до 12 дБм. Максимальный уровень выходного сигнала генератор моду-лирующих колебаний на нагрузку 50 Ом (пик-пик) – 1 В.

Еще одна новинка, которой мы заслуженно гордимся – анализатор спектра СK4M-50 (SK4M-50) с диапазоном рабочих частот от 100 Гц до 50 ГГц. Это первый 50-гигагерцо-вый анализатор спектра, созданный в нашей стране. Анализатор спектра CK4M-50 обла-дает низким уровнем собственных шумов (менее –165 дБм/Гц) и низким фазовым шумом (менее –120 дБн/Гц на отстройке 100 кГц). Он оборудован встроенным опорным генерато-ром с высокой точностью установки частоты (±10–7) и входным аттенюатором.

Возможны различные модификации этого прибора, которые отличаются аппаратными опциями. Одна из опций – малошумящий уси-литель с диапазоном частот от 100 Гц до 3,2 ГГц, который позволяет улучшить чувствительность анализатора до уровня –166 дБм/Гц. Другая опция – адаптер питания, который позволяет подавать напряжение питания до ±20 В (ток до 500 мА) на исследуемые усилители и кон-верторы через центральный проводник коак-сиального тракта. Кроме того, опционально на входе анализатора может устанавли-ваться разделительный конденсатор, кото-рый позволяет защитить входные цепи при-бора от постоянного тока напряжением до 20 В, что упрощает работу при настройке активных СВЧ-устройств. Включение разделительного

Анализатор спектра СK4M-50 (слева) и вектор-ный генератор сигналов Г7М-06 (справа)

126 печатный монта ж №4 (00065) 2016


конденсатора повышает нижнюю рабочую частоту анализатора до 20 МГц.

Для управления анализатором спектра слу-жит программа "Graphit СК4M" на внешнем персональном компьютере. Это ПО имеет удобный пользовательский интерфейс, гиб-кую систему создания отчетов, возможность сохранения / загрузки профилей для изме-рительных схем и другие опции. Компьютер подключается по интерфейсу Ethernet. Возможность управления СK4M-50 через стан-дартный интерфейс SCPI позволяет интегри-ровать прибор в автоматизированные кон-трольно-измерительные комплексы.

Сейчас мы приступаем к сертификации СK4M-50 и одновременно дорабатываем две важные программные опции: измерение коэф-фициента шума и измерение фазовых шумов. Для калибровки и измерения коэффициен та шума этим анализатором спектра нами раз-работан и выпускается генератор шума до 50 ГГц. Собственно, одна из целей визита на эту выставку – пообщаться со специали-стами зарубежных фирм, работающих в обла-сти контрольно-измерительного оборудова-ния. У нас в стране, к сожалению, отсутствует метрологическая основа для измерений коэф-фициента шума и фазовых шумов. Нам инте-ресно, как эти задачи решают зарубежные компании, какие методики выбирают.

Привезли мы и новую линейку портатив-ных измерительных приборов серии Portable Lab Devices (PLD). Эти небольшие устройства (габариты 125 × 65 × 25 мм, масса 250 г) питают ся и управляются через порт USB 2.0. Они обла-дают набором возможностей лаборатор-ных устройств, однако значительно дешевле и проще в обращении. В состав линейки входят два вида приборов: синтезаторы гармониче-ских сигналов PLG06/PLG12 и измерители мощ-ности гармонических, импульсных и модули-рованных сигналов PLS06/PLS26. Особенность этих приборов – возможность непосредствен-ного подключения к измеряемому устройству,

без измерительного СВЧ-кабеля, а также спо-собность работать в любом тракте, используя СВЧ-переходы. Это позволяет повысить точ-ность измерений, мобильность его исполь-зования и удешевляет эксплуатацию прибора. Устройства этой серии поддерживают интер-фейс управления SCPI, что позволяет легко интегрировать их в состав измерительных комплексов.

PLG06/PLG12 – это портативный сверхширо-кополосный синтезатор гармонических сигна-лов, перестраиваемых по частоте в диапазоне от 25 МГц до 6/12 ГГц и по мощности в диапазоне от –40 до 10 дБм с различными типами анало-говой модуляции. Перестройка генерируемых сигналов по частоте выполняется с шагом 1 Гц, а по мощности – с шагом 1 дБ. Кроме генери-рования гармонических и модулированных сигналов, эти устройства позволяют выпол-нять сканирование по частоте и/или мощно-сти. Возможна непрерывная генерация низко-частотного сигнала стандартной формы (сину-соида, "пила", "меандр" и др.). Синтезаторы PLG могут работать в измерительных комплексах в качестве источника сигнала гетеродина, для измерения интермодуляционных искажений усилителей, приемников и т. п. Программное обеспечение "PLG-Клиент" позволяет управлять устройствами через порт USB и имеет удобный пользовательский интерфейс. Предусмотрена возможность сохранения / загрузки профи-лей для измерительных схем, а также редак-тор списка сканирования с возможностью его загрузки / сохранения в формате csv.

PLS06/PLS26 – это портативный измери-тель мощности гармонических, импульсных и модулированных сигналов (в том числе сиг-налов стандартов GSM/EDGE/WCDMA/WiMax/LTE) в диапазоне частот от 50 МГц до 6 либо 26 ГГц. Входная мощность – от –50 до 20 дБм. Функция внутренней установки нуля исклю-чает необходимость внешней калибровки. В основе приборов лежат детекторы на основе GaAs МИС нашей разработки. Для управления прибором используется программное обе-спечение "PLS-Клиент". Результаты измере-ний можно записывать в файл на персональ-ном компьютере и корректировать с учетом коэффициента передачи внешних устройств. Предусмотрена загрузка профилей для изме-рительных схем и оповещение о выходе изме-ряемой величины за пределы заданного диапазона.

Линейка портативных

измерительных приборов

серии PLD: синтезаторы

гармонических сигналов

PLG06/PLG12 и измерители

мощности PLS06/PLS26

№4 (00065) 2016 печатный монта ж 127


Компания Rohde & Sсhwarzруководитель направления "Анализаторы спектра" ООО "РОДЕ и ШВАРЦ РУС" Кирилл РумянцевЗа последнее время компания Rohde & Sсhwarz представила немало новых продуктов, как в области оборудования класса Hi-End, так и бюджетных приборов. Сегодня Rohde & Sсhwarz выступает лидером в области тестирования мобильных терминалов (сото-вых телефонов, планшетов), базовых стан-ций и других беспроводных систем. Причем, это касается как проверки коммуникацион-ных протоколов, так и измерений физических характеристик (уровень сигнала, мощность и т. д.). По нашим оценкам, каждый второй смартфон в мире разработан и произ веден с использованием оборудования Rohde & Schwarz.

Ввиду широкого распространения мобиль-ных беспроводных устройств сегодня нужна развитая сеть технического обслуживания и ремонта такого рода устройств. В сервисных центрах и ремонтных мастерских велик спрос на эффективные средства быстрой диагно-стики и проверки работоспособности мобиль-ных устройств. Именно для этого рынка ком-пания Rohde & Sсhwarz представила тестер функционального контроля CMW290.

В отличие от самой старшей модели линейки – CMW500, которая обладает пол-ным функционалом для тестирования бес-проводного оборудования, тестер CMW290 обеспечивает проверку базового функцио-нала сотовых телефонов и других мобильных устройств в сигнальном / несигнальном режи-мах. С помощью CMW290 возможна первич-ная проверка работоспособности устройства,

измерение уровня мощ-ности и частоты, кали-бровка аппаратных ком-понентов мобильного устройства, установление вызовов, передача / прием телефонных речевых сообщений и данных, про-верка пропускной способ-ности, а также финаль-ная проверка мобиль-ного устройства после ремонта или замены аппаратных компонентов. Диапазон рабочих частот тестера – до 6 ГГц по двум каналам.

Кроме тестирования мобильных устройств, CMW290 является идеальным решением для проверки беспроводных устройств и при-ложений для технологий M2M (Machine-to-Machine) и Интернета вещей. CMW290 спо-собен имитировать сотовую сеть. Используя CMW290, пользователь может моделировать обмен данными через сотовую сеть между различными приложениями на устройстве M2M и сервером. Это позволяет проверять корректность работы платформ со встроен-ным модулем беспроводной связи в задан-ной сети.

Вместе с тестером CMW290 поставляется удобное программное обеспечение CMWrun. Предусмотрено удаленное управление при-бором через интерфейсы Ethernet и USB.

Кирилл Румянцев

Тестер функ-ционального контроля CMW290 (слева) совместно с экранирован-ной камерой (справа)

128 печатный монта ж №4 (00065) 2016


Тестер CMW290 может работать совместно с экранированной камерой CMW-Z10/Z11. Например, возможно определять коэффициен ты передачи тестируемых устройств с автомати-ческим формированием таблиц их значений на основе программных скриптов.

Новинкой среди приборов высшего класса является анализатор спектра и сигналов семейства FSW с полосой анализа до 2 ГГц и максимальным диапазоном частот до 85 ГГц. В части технических характеристик и функ-циональных возможностей аналогов этому решению на сегодняшний день не существует. FSW предназначен для анализа широкопо-лосных сигналов, таких как радиолокаци-онные сигналы, сигналы сотовой связи гря-дущего поколения 5G, сигналы IEEE 802.11ad, GSM, CDMA, WCDMA, LTE и др.

Анализатор FSW обладает низким уров-нем фазового шума (–137 дБн/Гц при отстройке 10 кГц на несущей 1 ГГц), что идеально подхо-дит, например, для измерения параметров гетеродинов радаров. Динамический диапа-зон измерений коэффициента утечки мощ-ности в соседний канал для WCDMA состав-ляет –88 дБ, общая погрешность измере-ния не превышает 0,4 дБ на частоте до 8 ГГц. Сенсорный экран высокого разрешения с диа-гональю 12,1 дюйма (31 см) обеспечивает удоб-ство работы с прибором. Несколько измери-тельных задач могут выполняться и отобра-жаться параллельно.

Для анализа сигналов с полосой до 2 ГГц прибор FSW используется совместно со сверх-скоростным осциллографом RTO1044. Этот осциллограф с полосой до 4 ГГц выполняет функцию широкополосного АЦП. FSW реали-зует первичное преобразование ВЧ-сигнала на промежуточную частоту 2 ГГц, а RTO1044 обеспечивает захват данных с выхода ПЧ анализатора спектра и их оцифровку. Затем RTO1044 передает данные в анализатор спек-тра FSW для дальнейшей обработки и анализа. Управление и обработка данных измерений производятся анализатором FSW без исполь-зования внешнего программного обеспечения и дополнительных процедур настройки / кали-бровки измерительного тракта.

На платформе анализатора спектра и сиг-налов FSW построена еще одна новинка среди устройств класса Hi-End – анализатор фазо-вых шумов FSWP. Уникальность этого при-бора состоит в том, что он позволяет изме-рять фазовые шумы или кратковременную стабильность сигнала, как в режиме посто-янной несущей, так и в режиме импульсного сигнала. Кроме того, с помощью FSWP можно измерять уровень вносимого фазового шума, для чего он оборудован встроенным мало-шумящим источником ВЧ-сигнала с часто-той до 18 ГГц. Ранее все эти задачи решались в составе дорогостоящих многокомпонент-ных измерительных стендов.

FSWP обладает рекордной чувствительно-стью: при отстройке 10 кГц на сигнале 1 ГГц. Типовое значение чувствительности дости-гает –172 дБн. Диапазон частот – до 50 ГГц. С помощью FSWP многие сложные изме-рительные процедуры выполняются авто-матически и с минимальным количеством настроек. Например, непосредственно перед

Анализатор фазовых шумов

FSWP

Анализатор спектра и сиг-

налов семейства FSW совместно

со сверх-скоростным

осциллографом RTO1044

№4 (00065) 2016 печатный монта ж 129


измерениями фазовых шумов анализатор автоматически детектирует все основные параметры импульсных сигналов (длитель-ность импульсов, частоту повторения и др.). Кроме анализа фазового шума, FSWP выпол-няет функции полноценного анализатора спектра и сигналов, что позволяет проводить глубокий анализ векторной и аналоговой модуляции, анализ параметров импульсных сигналов, в том числе и в системах с компрес-сией, измерять мощностные характеристики, гармонические искажения и другие пара-метры. Без дополнительного оборудования FSWP обеспечивает одновременное измере-ние амплитудных и фазовых шумов.

Среди приборов среднего класса следует отметить анализатор спектра и сигналов семейства FPS. Это компактный и производи-тельный прибор (высота 2U) с энергопотребле-нием всего около 210 Вт. Устанавливая боль-шое число таких приборов в стойку, можно создавать многоканальные системы тести-рования, в том числе для массовых измере-ний. На основе FPS можно строить автома-тизированные системы измерений с удален-ным управлением через интерфейсы Ethernet, USB, GPIB.

FPS позволяет проводить как скалярный, так и векторный анализ сигналов с цифровой и аналоговой модуляцией. Предусмотрены специализированные измерительные

приложения для стандартов GSM/EDGE (вклю-чая EDGE Evolution), WCDMA/HSPA+, LTE и др. Встроенная в FPS шина PCI Express обеспечи-вает быструю связь с генератором. Частотный диапазон анализатора – до 40 ГГц, полоса анализа сигналов – до 160 МГц. Погрешность измерения не превышает 0,4 дБ в диапазоне до 7 ГГц, а уровень фазового шума состав-ляет –110 дБc при отстройке 10 кГц. Средний уровень собственных шумов (DANL) состав-ляет –155 дБм на частоте 1 ГГц в полосе 1 Гц. В приборе предусмотрен съемный жесткий диск для работ с высокими требованиями к защите данных.

Руководитель группы продаж ООО "РОДЕ и ШВАРЦ РУС" Антон Кузичев Кроме приборов высокого класса, компания Rohde & Sсhwarz активно развивает направ-ление сравнительно недорогих настольных приборов для повседневного использова-ния – так называемые Value Instruments. Это новые поколения цифровых осциллографов, анализаторов спектра, генераторов сигнала, мультиметров и др. Среди них отмечу новые цифровые двух- и четырехканальные осцил-лографы семейства RTM с полосой пропу-скания до 1 ГГц и семейства HMO с поло-сой до 300 МГц. Эти приборы позволяют одновременно проводить анализ сигналов во временной и частотной области. Это ком-пактные приборы с широким функционалом. Осциллографы семейства RTM обеспечивают чувствительность до 1 мВ/дел в максималь-ной полосе пропускания при весьма низком уровне шума в 260 мкВ. Максимальная частота

дискретизации в режиме реального времени достигает 5 ГГц (при двух каналах). Объем встро-енной памяти – 20 млн. отсчетов на каждый канал (при частоте дискрети-зации 5 ГГц). Диапазон временной развертки – от 0,5 нс/дел до 500 с/дел. Предусмотрены стан-дартные интерфейсы USB и Ethernet, опцио- нально – GPIB.

Одна из удобных функ-ции осциллографов семейства HMO – спе-циальный встроенный генератор "шаблонных Антон Кузичев

Осциллограф HMO1002

130 печатный монта ж №4 (00065) 2016


сигналов" (pattern generator), который фор-мирует посылки со скоростью до 50 Мбит/с. Эта функция позволяет прямо на осцилло-графе генерировать комбинацию сигна-лов, соответствующую стандартным про-токолам, и направлять их на исследуемое устройство.

Совсем недавно был представлен еще один интересный прибор – портативный анализатор спектра FPH. Диапазон частот анализатора спектра FPH – от 5 кГц до 2 ГГц

(опционально до 4 ГГц). Это один из самых компактных приборов на рынке. Его масса составляет около 2,5 кг, время работы от батарей до 8 ч. Конструкция допускает применение в полевых условиях. Большие кнопки и многофункциональный поворотный переключатель позволяют работать с прибо-ром, не снимая перчаток. Результаты изме-рений отображаются на большом антибли-ковом цветном дисплее диагональю 7 дюй-мов (18 см). Для удобства работы в условиях недостаточного освещения можно вклю-чить подсветку клавиатуры. Емкостный сен-сорный экран позволяет задавать общие настройки, такие как центральная частота, полоса обзора, а также управлять маркерами с помощью жестов, привычных пользовате-лям смартфонов. Анализатор спектра FPH содержит широкий набор стандартных функ-ций для спектрального анализа, в том числе, шесть маркеров (абсолютные / относитель-ные), анализ аналоговых модуляций, маркер шума, ограничительные линии (тестирова-ние по критерию годен / не годен), частото-мер и др. Возможны дополнительные про-граммные приложения, в том числе измере-ние мощности импульсных сигналов в канале и анализ АМ/ЧМ-сигналов. Предусмотрено дистанционное управление прибором по каналам USB и Ethernet.

Отмечу, что Rohde & Sсhwarz большое вни-мание уделяет проектным системным реше-ниям – созданию испытательных и изме-рительных стендов по требованиям заказ-чика. Компания предлагает также готовые решения для конкретных задач тестиро-вания. Например, недавно была представ-лена система имитации радарных целей ARTS9510, специализированная для прове-дения измерений автомобильных радаров с рабочей частотой 24 и 77 ГГц. С ее помо-щью тестируются такие модули в автомо-биле, как система аварийного торможения, система автоматической парковки, адаптив-ный круиз-контроль, система контроля сле-пых зон, система помощи при смене полосы и др. Другим проектным решением является, например, многоканальная система фазо-когерентной генерации сигналов для при-менения в области разработки приемо-пере-дающих модулей, в том числе для MIMO-систем и АФАР-систем.

Портативный анализатор

спектра FPH

Система имитации

радарных целей ARTS9510

№4 (00065) 2016 печатный монта ж 131


Компания Keysight Technologiesменеджер по глобальным продажам и маркетингу в области модульных решений Джим Арментрут (Jim Armentrout)Одно из основных стратегических направ-лений для Keysight Technologies – модуль-ные решения на основе платформы PXI. Мы развиваем эти продукты в направлении все больших возможностей. Модульные при-боры достигают топовых значений по своим возможностям и техническим характери-стикам – ничего подобного в прошлом нельзя было даже представить. Так, еще сравнительно недавно в формате PXI выпу-скали инструменты общего назначения. Но это – не наш путь. Стратегия компа-нии – ключевые применения, которые тре-буют многоканальных систем, гибких и ком-пактных, при этом обладающих характери-стиками настольных приборов.

Например, векторный анализатор сиг-налов M9393A в формате PXI с диапазоном частот до 50 ГГц на сегодняшний день – единственное на рынке модульное реше-ние такого высокого уровня. Кроме того, мы предлагаем новые четырехканальные генераторы сигналов произвольной формы в форм-факторе AXIe (M8195A и M8196A) с частотой дискретизации до 92 Гвыб/с. Таких характеристик ранее можно было достичь только в настольных приборах.

Отмечу и наш новый векторный транси-вер VXT (M9420A) в формате PXIe. Его рабо-чий диапазон частот – от 60 МГц до 6 ГГц, полоса – 160 МГц, выходная мощность – от –150 до 18 дБм (на 1 ГГц). Благодаря встроен-ной ПЛИС и программным библиотекам, он позволяет создать гибкое решение для тестирования беспроводных систем связи. В 18-слотовое PXI-шасси можно установить до четырех модулей VXT, что дает возмож-ность создать компактную и производитель-ную тестовую систему.

В последнее время мы представили целый ряд законченных модульных реше-ний на базе PXI, обладающих рекордными характеристиками и предназначенных для решения конкретных задач для рынка теле-коммуникационных систем, автомобиль-ной промышленности, систем военного и авиационно-космического назначения. Примером такого рода изделий может слу-жить многопортовый векторный анализатор

цепей в формате PXIe M9485A, построенный на базе шасси M9018A. Он предназначен для тестирования компонен-тов сотовых сетей, в том числе базовых стан-ций, усилителей мощ-ности и многопортовых модулей.

Система M9485A рас-считана на применение в условиях крупносе-рийного производства и обеспечивает наивыс-шую в своем классе ско-рость измерений – на 30% выше, чем у дру-гих сравнимых по параметрам решений. Диапазон частот от 1 МГц до 9 ГГц покры-вает потребности измерения перспектив-ных компонентов сотовой связи. Заказчики могут сэкономить деньги, выбрав нужное им в данный момент число портов, а с ростом потребностей быстро расширить конфи-гурацию. В состав векторного анализа-тора цепей M9485A, кроме встраиваемого контроллера M9037A, входит набор моду-лей формата PXIe – синтезаторы частоты (типа M9309A), источник опорной частоты (M9300A), приемники (M9376A) и др. M9485A

Джим Арментрут

Многопортовый векторный анализатор цепей M9485A

132 печатный монта ж №4 (00065) 2016


объединяет до 12 физических портов в одном шасси (максимально до 24 портов в двух шасси), все приемники которых синхронизи-руются общим источником при одновремен-ном измерении S-параметров. При работе с многопортовыми устройствами такая кон-фигурация обеспечивает большую произво-дительность по сравнению с анализаторами с матричными коммутаторами с тем же чис-лом портов. Это сокращает время измере-ния более чем в 10 раз, одновременно мини-мизируя занимаемое место.

M9485A поддерживает режим отстройки частоты, анализ во временной области, базовые измерения ВЧ-импульсов, измере-ние амплитудных искажений и измерения с калибровкой по N портам. Анализатор обладает лучшими в своем классе характе-ристиками: высокой скоростью измерений (не более 5 мс на 201 точку с двухпортовой калибровкой) и широким динамическим диапазоном (типовое значение до 160 дБ). Кроме того, он отличается малым уровнем шумов (типовое значение –145 дБм), высо-кой стабильностью (не хуже 0,005 дБ/°C), а также высокой выходной мощностью (17 дБм).

Важное направление для компании – автомобильные приложения. Специально для автомобильной промышленности мы разработали интегрированную тесто-вую систему функционального контроля TS-8989 на платформе PXI. Она предназна-чена для диагностики электронных бло-ков управления, иммобилайзеров, систем электронного стояночного тормоза, поду-шек безопасности, электронного сцепле-ния, модулей управления кузовным обору-дованием автомобиля. Кроме того, с помо-щью TS-8989 можно тестировать устройства промышленной электроники и модули све-тодиодных драйверов. Эта система обе-спечивает максимальное тестовое покры-тие при минимальных размерах (габариты 483 × 372 × 543 мм). Ее можно использовать в настольном виде или встраивать в стойку (занимает высоту 8U).

TS-8989 содержит PXI-шасси на восемь слотов. В систему встроен также блок ком-мутаторов и электронных нагрузок на 11 сло-тов. Возможно матричное (104 × 4) переклю-чение сигналов со скоростью до 300 мкс. Ресурс коммутации – до 100 млн. переклю-чений. Возможно подключение к внутрен-ним или внешним нагрузкам (резистивным, емкостным, индуктивным): допустима ком-мутация до восьми каналов по 40 A, 32 кана-лов по 7,5 А и 72 каналов по 2 A.

В базовую конфигурацию входит цифро-вой PXI-мультиметр M9183A на 6,5 разрядов, который обеспечивает скорость до 15 тыс. измерений в секунду и точность измерения постоянного тока и напряжения до 90 ppm. В состав TS-8989 может опционально вхо-дить встраиваемый PXI-контроллер (процес-сор Core i7 2,1 ГГц, 8 Гбайт ОЗУ, 500-Гбайт HDD SATA, GPIB-контроллер) или промышленный контроллер (процессор Core i5-2400 3,1 ГГц, 8 Гбайт ОЗУ, 500 Гбайт HDD). Система поставляется вместе с ПО для управления тестовыми последовательностями (по умол-чанию – TestExec SL v7.1 с библиотекой тестов TS-5000 v7.1).

В целом, модульные системы открывают перед пользователями практически без-граничные возможности в плане создания самых разнообразных систем с выдающи-мися характеристиками. И мы постоянно их улучшаем.

Тестовая система

функциональ-ного контроля

TS-8989

№4 (00065) 2016 печатный монта ж 133


Компания National Instrumentsинженер по продуктам Ванесса Блюменштайн (Vanessa Blumenstein)На выставке мы демонстрируем систему тестирования беспроводных устройств Wireless Test System (WTS), выполненную в форм-факторе PXI. Она предназначена для испытаний точек доступа Wi-Fi, многоантен-ных MIMO-систем, мобильных телефонов, автомобильных информационно-развлека-тельных систем и других мультистандартных устройств, использующих сотовую связь, бес-проводные сетевые подключения и навига-ционные сигналы. WTS легко интегрируется в производственную линию, позволяет сни-зить стоимость тестирования и повысить про-пускную способность при тестировании бес-проводных устройств в условиях серийного производства. Это многопортовая система, которая позволяет тестировать несколько устройств параллельно. WTS поддерживает такие стандарты беспроводной связи как IEEE 802.11a/b/g/n/ac, Bluetooth и Bluetooth LE, GPS, ГЛОНАСС, LTE-A/LTE, HSPA+, WCDMA, TD-SCDMA, CDMA2000, EDGE, GSM и др.

Wireless Test System построена на базе про-граммно-определяемого векторного транси-вера VST (Vector Signal Transciever), который включает в себя широкополосные векторные генератор и анализатор сигналов. Напомню, что трансивер VST выполнен в формате PXI и оснащен встроенной ПЛИС, а также 16-раз-рядным ЦАП и 14-разрядным АЦП (частота выборки ЦАП и АЦП достигает 250 МВыб/с). Благодаря программно-определяемой при-роде и ПЛИС систему WTS можно програм-мировать под любой стандарт беспровод-ной связи и реализовывать любой алгоритм обработки сигнала.

В семействе WTS выпускается пять моде-лей, которые отличаются числом полноду-плексных радиочастотных каналов (8 или 16), числом генераторов и анализаторов сиг-нала (один или два генератора и анализа-тора сигнала), а также типами встроенных опорных кварцевых генераторов (термоста-тированных OCXO или с термокомпенсацией TCXO). Каждый порт может быть сконфигури-рован как на прием, так и генерацию сигна-лов. Для управления в составе испытательной системы предусмотрен порт Ethernet с под-держкой интерфейса SCPI.

Мгновенная полоса каждого порта дости-гает 200 МГц. Рабочий диапазон частот гене-раторов и анализато-ров сигналов в составе WTS – от 65 МГц до 6 ГГц. Максимальное время установления частоты составляет 1,05 мс. В WTS применяются высокоточ-ные и высокостабиль-ные задающие кварце-вые генераторы (точность ±70 ∙ 10–9 для OCXO). Как и все продукты National Instruments, система WTS работает под управ-лением наших систем LabVIEW и TestStand.

Система WTS уже используется в составе оборудования ряда компаний-партнеров NI, которым требуется обеспечить высокую скорость проведения тестов беспроводных устройств. В частности, на нашем стенде мы демонстрируем радиочастотный адап-тер UTP5070, разработанный эксклюзивным партнером NI – компанией NOFFZ. Это реше-ние, предназначенное для работы в составе системы тестирования на базе WTS, пред-ставляет собой экранированную камеру для проведения отбраковочных испытаний бес-проводных модулей.

Ванесса Блюменштайн

Cистема Wireless Test System (WTS)

134 печатный монта ж №4 (00065) 2016


Компания NOFFZ разработала аналогич-ные решения для компаний Peiker и Harman. Эти компании используют системы на базе WTS для испытаний, калибровки и верифи-кации беспроводных модулей для автомо-бильных информационно-развлекательных систем и GSM-модулей европейской системы автоматического оповещения о дорожных

происшествиях на автотранспорте eCall. Эти системы позволяют тестировать параллельно до четырех устройств, каждый из которых содержит по три антенных порта. Таким обра-зом, применение WTS обеспечило снижение затрат этих компаний на проведение испы-таний при серийном производстве более чем на 40%.

ВЧ-адаптер UTP5070

с системой WTS

системы тестирования элеКтронных модулейКомпания JTAG Technologiesуправляющий директор Петер ван ден Эйнден (Peter van den Eijnden)На выставке мы представ-ляем ряд новых решений, относящихся к области интеграции технологии периферийного сканиро-вания JTAG и традицион-ных методов тестирова-ния. Современные печат-ные платы становятся все сложнее, на них монти-руют все более интегри-рованные компоненты, и физическая доступ-ность плат для методов внутрисхемного тести-рования постоянно снижает ся. Этому способ-ствует и распространение технологии поверхност-ного монтажа – на плате становится все меньше

контактных тестовых площадок. В резуль-тате с ростом сложности плат падает уро-вень тестового покрытия для традиционных тестовых методов, а вместе с ним снижается и контролепригодность устройств в целом. Конечно, многие современные микросхемы оснащены интерфейсом JTAG, что обеспе-чивает доступ к их внутренней структуре. На этом основан метод периферийного скани-рования печатных плат. Это повышает их кон-тролепригодность. Но этот метод не позво-ляет тестировать более простые аналоговые платы. Поэтому мы предложили решение, объединяющее возможности технологий периферийного сканирования и традицион-ных тестовых методов.

Мы демонстрируем новый контроллер периферийного сканирования JT5705/FXT. Он выполнен в виде печатной платы 60 × 75 мм. Контроллер поддерживает два JTAG-порта, соответствующих стандарту IEEE 1149.1.

Петер ван ден Эйнден

№4 (00065) 2016 печатный монта ж 135


Кроме того, на плате предусмотрены 64 циф-ровых канала ввода / вывода сигналов, восемь из которых можно использовать как аналоговые. С помощью аналоговых пор-тов на тестируемую плату можно подавать заданное напряжение и измерять параме-тры выходных сигналов (напряжение, частоту, ширину импульса). Один из выводов можно запрограммировать как тактовый генератор (до 62,5 МГц). Кроме того, на плате разме-щена ПЛИС, доступная для программиро-вания пользователям. Она позволяет адап-тировать контроллер для конкретных задач. Таким образом, контроллер JT 5705/FXT объе-диняет мир цифровых и аналоговых измере-ний, обеспечивая наиболее полное тестовое покрытие для любого вида плат – и сложных цифровых, и простых аналоговых.

Мы специально создали контроллер в виде отдельной платы, чтобы ее легко можно было интегрировать в различные системы. Для этого плата оснащена двумя 68-контакт-ными разъемами для подключения к внеш-нему оборудованию. Более того, мы разрабо-тали несущие платы JT 2702/BO со специаль-ным установочным местом для JT 5705/FXT.

На выставке мы демонстрируем ряд реше-ний, созданных на основе контроллеров JT 5705/FXT и тестовых адаптеров различ-ных производителей – таких как компании Ingun, MG, D&D и т. д. Все они построены по общему принципу – контроллер JT 5705/FXT через несущие платы серии JT 2702 подклю-чается к системе зондов тестового адаптера (например, типа "ложе гвоздей"). Ряд тестовых

Тест

овое

пок

рыти

е, %

Сложность компонентов/уровень поддержки JTAG

Традиционные методы тестирования

JTAG

Интегральное решение

Объединение традиционных методов тестирования и JTAG приводит к высокому уровню тесто-вого покрытия для всех типов устройств

136 печатный монта ж №4 (00065) 2016


адаптеров построены по кассетному прин-ципу на основе съемных панелей для каждого типа тестируемой платы. Для таких устройств мы разработали специальные платы серии JT 2702, подключаемые непосредственно к интерфейсу съемной кассеты.

Например, для тестового адаптера ком-пании Ingun создана плата JT 2702/IG с двумя посадочными местами для плат контрол-лера JT 5705/FXT и специальными матрич-ными разъема ми для подключения непо-средственно к тестовой кассете. Кроме того, на плате реализован программируемый ком-мутатор, позволяющий динамически под-ключать щупы тестера к заданным портам ввода / вывода контроллеров. Аналогично, для тестового адаптера компании MG разработана несущая плата JT 2702/MG. Подобные решения используются и для других систем. Принцип везде един – плата контроллера (одна или две) JT 5705/FXT устанавливается на несущую плату, которая, в свою очередь, подключается

к тестовому адаптеру. Причем через интерфейс несущей платы можно подключать источники питания, даже персональный компьютер – воз-можности интеграции практически не ограни-чены. И это вполне оправдано и востребовано, поскольку сегодня на уровне печатной платы мы сталкиваемся с такой сложностью устрой-ства, которая раньше была характерна только на уровне кремния.

Конечно, помимо интеграции с тесто-выми адаптерами, очень важно сопряжение наших контроллеров с программным обе-спечением. Мы поддерживаем как нашу соб-ственную программную среду JTAG ProVision, так и программные платформы других произ-водителей, например LaBVIEW или TestStand компании National Instruments. Объединяя программные среды для управления и соз-дания тестов, наши контроллеры и тесто-вые адаптеры, пользователи могут созда-вать различные гибкие системы тестирова-ния и программирования.

Контроллер JT 5705/FXT,

установленный в несущую плату JT 2702/IG. Сверху

видны устано-вочные места

для матричных коннекторов

(слева);контроллер

JT 5705/FXT на кросс-плате

JT 2702 в тестовом адаптере (справа)

Тестовые адап-теры, в которых

установлены контроллеры

JT 5705/FXT: а) компании MG,

б) компании Ingun,

в) компании D&D

a) б) в)

№4 (00065) 2016 печатный монта ж 137


Собственно, основная причина, по кото-рой мы демонстрируем на выставке испы-тательные решения на основе тесто-вых адаптеров различных производите-лей, – показать пользователям, как они могут интегрировать наши решения, наши

тестовые контроллеры в свои системы. Ведь конфигурация испытательных стен-дов, сами тестовые адаптеры всегда зави-сят от того, чего хочет конечный пользова-тель. И мы создали для этого необходимый инструментарий.

Компания DigitalTestуправляющий директор Ханс Бака (Hans Baka)Компания DigitalTest уже 35 лет занимается созданием промышленных тестеров и про-граммного обеспечения: от систем внутрис-хемного тестирования и установок для мас-совых производств до систем тестирования с летающими зондами. Компания широко представлена во всем мире – у нас есть офисы в Германии, Англии, на Тайване, в Сингапуре, в Америке. У пользователей инсталлиро-вано более 2,5 тыс. единиц оборудования DigitalTest.

В этом году на выставке Productronica мы представили новое поколение систем тестиро-вания с летающими зондами MTS 505 Condor. Конечно, саму систему MTS 500 мы создали достаточно давно, и на рынке уже немало таких машин, в том числе и в России. Это одна из самых распространенных и современных систем тестирования с летающими зондами на рынке. Однако мы обновляем эту систему каждые два года, поскольку DigitalTest – очень инновационная компания. Мы постоянно слу-шаем и анализируем отзывы и пожелания пользователей и стремимся их воплотить в наших системах. На выставке мы демонстри-руем новое поколение установок MTS 505.

Установка оснащена четырьмя зондами, пере-мещающимися над пла-той. Кроме того, снизу платы можно устано-вить тестовый адап-тер на 1 140 контактов. Производятся две моди-фикации машин – с фрон-тальной ручной загруз-кой плат и для установки в конвейерную линию. Среди основных отличий новой модели – модерни-зированная конвейерная система, которая позво-ляет работать с платами размером 505 × 500 мм и массой до 10 кг. Усовершенствована система линейных вертикальных приводов – система стала более точной. Скорость позициони-рования зонда выросла на 20% – это много. Изменилась и конструкция самих зондов, что обеспечивает большую точность измерений и более надежный электрический контакт с поверхностью. В систему интегрирована возможность проведения периферийного

Интеграция контроллера JT 5705/FXT с тестовым адаптером компании MD: а) тестируемая плата в адаптере; б) адаптер внутри: видна несущая плата JT 2702/MG, с обратной стороны на нее установлен контроллер JT 5705/FXT; в) сменная плата с пробниками и тести-руемой платой. Спереди – матричные разъемы для подключения к плате JT 2702; г) плата JT 2702/MG с матричными разъемами для подключения кассеты

а) б)

в)

г)

Ханс Бака

138 печатный монта ж №4 (00065) 2016


сканирования на основе решений ведущих в этой области компаний JTAG Technologies и GOEPEL electronics. Возможности системы расширились и благодаря новым программ-ным решениям.

Важная особенность установки MTS 505 Condor – система линейных и планарных приводов. Примечательно, что поставщи-ком таких приводов выступает белорусская компания "Рухсервомотор". Это единствен-ная фирма, которая умеет делать приводы с требуемой нам точностью и стабильно-стью. Они производят продукцию, которую мы не смогли найти где-либо еще в мире, это очень надежный партнер.

В чем особенность планарных приводов: каждая из четырех голов с зондом висит под плитой – статором. В подвижной части нахо-дится якорь с управляющими обмотками, в статоре расположены постоянные магниты. Между подвижной частью и ротором всегда есть воздушный зазор – в приводе нет трущихся

частей. Головы с зондами перемещаются неза-висимо друг от друга на магнитовоздушных подшипниках, без каких-либо направ ляющих. Поэтому возможна любая комбинация тесто-вых точек. Поскольку нет трения, отсутствует и механический износ, значит, машина будет сохранять неизменную точность и через 10, и через 20 лет, не нуждаясь в ремонте.

Еще одна важная особенность установки MTS 505 Condor – она построена по модуль-ному принципу. В качестве тестового ядра используется наша базовая система внутрис-хемного тестирования MTS 30. Мы можем одновременно проводить периферийное сканирование и программирование флеш-памяти, выполнять функциональные тесты, проверять цифровые, аналоговые и высоко-частотные цепи, – словом, все, что требуется для современных испытаний радиоэлектрон-ного оборудования. Такая возможность отли-чает нас от конкурентов, и она важна для рос-сийских пользователей.

Система тестирования с летающими

зондами MTS 505 Condor

(слева);тестирование

платы с помощью системы

летающих зондов (справа)

Головы на планар-ных двигателях

свободно и без механического контакта пере-мещаются под

плитой-статором (на фото – головы

в парковочном положении,

слева); голова с зондами (в перевернутом

положении, справа)

№4 (00065) 2016 печатный монта ж 139


Поскольку система модульная, ее можно модернизировать, просто добавляя отдель-ные модули – например, для функциональ-ных тестов, для периферийного сканирова-ния, для высокочастотных измерений и т. д. Мы представляем около 20 различных моду-лей, причем они унифицированные и могут использоваться в других наших тестовых системах.

Отмечу, что система позволяет пода-вать и измерять сигналы с напряжением до 100 В. Это означает возможность тести-рования высоковольтных стабилитронов, что уникально для рынка. Высокочастотный модуль обеспечивает измерения с частотой до 100 МГц. Можно определять параметры как высокочастотных аналоговых, так и циф-ровых сигналов.

Еще одна особенность нашей установки – модуль FailSim. Он позволяет убедиться, что тестовая система работает корректно и спо-собна обнаружить неисправный компонент (компонент с неверным номиналом). Это не всегда просто, поскольку на измерения влияют другие компоненты в той же элек-трической цепи. Единственный способ удо-стовериться, что тестовая программа напи-сана правильно и система действительно выявляет ошибку – установить на плату заведомо неверный компонент и проверить, находит его машина или нет.

Мы предлагаем решать задачу по-иному – аппаратно моделируя неисправность, для чего предназначен модуль FailSim. Он позво-ляет включать параллельно или последова-тельно с тестируемым компонентом рези-стор или емкость определенного номинала. Если установка выявляет ошибку, значит, программа написана правильно. Подчеркну, DigitalTest – единственная в мире компа-ния, которая обеспечивает такую аппарат-ную возможность.

Очень важная составляющая наших систем – программное обеспечение, разра-ботке которого мы уделяем большое внима-ние. Для обеспечения работы систем Condor предназначены три базовые программные системы. Одна из них – C–LINK – служит для генерации входного описания тести-руемой платы (список цепей, конструкция, список компонентов и т. п.) на основе дан-ных CAD-систем, в которых плата была спро-ектирована. Мы поддерживаем порядка 70

интерфейсов с различными CAD-системами, то есть практически любую САПР печатных плат в мире. И это еще одна наша уникаль-ная возможность.

Не менее важная составляющая – система подготовки тестовых программ. Для этого мы предлагаем два решения. Первое – система GenFast, которая позволяет готовить базо-вые тестовые программы, представляя их в табличном виде. C этим справится даже техник – не нужно быть квалифицирован-ным инженером, знать языки программиро-вания высокого уровня. Однако если поль-зователю нужны более широкие возмож-ности, мы предлагаем систему на основе Visual Basic. Иными словами, у нас есть и очень простая среда программирования, и более продвинутое ПО для решения слож-ных задач.

Конечно, программная среда включает систему автоматической генерации тестов, поддерживает библиотеку тестовых век-торов для различных интегральных схем – аналоговых и цифровых. Разработаны раз-личные опциональные программные прило-жения, например, система Digitizer 2.0 для восстановления электрической схемы и CAD-данных для любой платы (обратное проек-тирование). Обеспечен интерфейс с про-граммными средами LabVIEW и TestStand компании National Instruments.

Модуль FailSim

140 печатный монта ж №4 (00065) 2016


Системы тестирования с летающими зон-дами – это достаточно дорогостоящее оборудование. Насколько оправдано их применение?

Действительно, установки с летающими зондами значительно дороже решений с тестовыми адаптерами. Однако вложения в собственно тестовую установку – это еще не все. Ведь для каждой новой платы вы будете делать свой тестовый адаптер. В зави-симости от сложности платы он стоит от 3–5

до 10 тыс. евро. Таким образом, если нужно протестировать 10 сложных плат – это уже 100 тыс. евро. Поэтому для многономенкла-турных производств решения на основе лета-ющих зондов могут оказаться значительно дешевле.

Кроме того, подготовка к тестированию для таких систем сводится к подготовке дан-ных и программы и занимает менее одного дня. Не нужно ждать изготовления контакт-ного устройства в течение четырех–восьми недель. А время – это деньги. Не менее важно, что использовать тестовый адаптер воз-можно не всегда – ведь для этого на печат-ной плате необходимо предусмотреть тесто-вые контактные площадки. В то же время, машина с летающими зондами может поме-щать щуп непосредственно на вывод SMT-компонента, достаточно площадки порядка 0,1 мм. А для матричных контакторов типа "ложе гвоздей" габариты площадки не могут быть меньше 0,63 мм.

Поэтому при более высокой стартовой цене у наших машин очень низкая стоимость вла-дения. И не забывайте – им практически не требуется ремонт. Нужно только перио-дически заменять сами зонды – и это все.

Мы полагаем, что специфика российского рынка как раз соответствует особенностям применения систем тестирования с летаю-щими зондами. Уверен, что Россия – это круп-ный для нас рынок. Мы счастливы, что пришли на этот рынок, где сотрудничаем – и очень успешно – с компанией "РТС Инжиниринг". Надеюсь, совместно мы добьемся еще боль-ших успехов.

Компания Seicaменеджер по международной торговле Серджио Винья (Sergio Vigna)На выставке мы представляем автоматиче-скую тестовую систему с подвижными проб-никами для контроля электронных моду-лей Pilot 4D V8. Развивать линейку Pilot 4D мы начали около пяти лет назад, и сегодня она представлена моделями с вертикальной и горизонтальной системой загрузки печат-ных плат, а также возможностью загружать изделия автоматически или вручную.

Достичь высокой производительно-сти тестеров Pilot 4D V8 наши специалисты смогли, обеспечив возможность одновре-менно тестировать печатные платы с двух

сторон с помощью подвижных пробни-ков. Платы размещаются внутри тестера вертикально. С каждой стороны задей-ствованы по четыре подвижных пробника. Подчеркну, Pilot 4D V8 – это единственная система с восемью универсальными неза-висимыми пробниками. Дополнительно с каждой стороны тестируемого изделия расположены силовые пробники, емкост-ный пробник, температурные датчики, цветные камеры высокого

productronica 2015: новые решения – российскому рынку4 (00065) 2016...

Documents