Strumenti di test da banco

La modularità è fondamentale per le attrezzature di test che oggi devono potersi adattare alle mutevoli forme d’onda dei segnali per offrire un’ampia gamma di opzioni in grado di soddisfare più tipologie di progettisti e collaudatori

Pubblicato il 21 febbraio 2017

La principale tendenza che accomuna i produttori di strumentazione è l’orientamento all’impostazione modulare per tutti i loro apparecchi da banco e portatili perché ciò consente di soddisfare più esigenze di test con ciascuna famiglia di prodotti. Il vantaggio per l’utente è la flessibilità nel ricambio dei moduli obsoleti che si possono aggiornare o sostituire singolarmente, man mano che la tecnologia evolve, senza bisogno di ricomprare l’intera piattaforma.

Fig. 1 – Il Signal Quality Analyzer MP1800A BERT che Anritsu propone insieme a un innovativo software GRL per i test sui ricevitori delle interfacce seriali con velocità fino a 1 Tbit/s

Inoltre, questo approccio favorisce la pianificazione dei test sui sistemi multi-dominio in parallelo ma in forma gerarchica, allo scopo di collaudare i sottosistemi uno per uno, mentre va avanti il ciclo di sviluppo e così correggerne subito gli errori e arrivare alla verifica finale con meno rischi.

Fra le novità sull’argomento c’è senza dubbio la domanda di procedure di test adatte ai nuovi standard di comunicazione e qui bisogna considerare sia i segnali ad altissima velocità delle reti 5G sia i segnali a bassa velocità degli oggetti IoT. Anche se si tratta di dispositivi piccoli e moderatamente intelligenti, sono però pronosticati a miliardi e perciò comportano un’indefinibile quantità di segnali di breve durata e differenti caratteristiche da smistare sul Web.

In questo scenario potrà essere decisiva la modularità degli algoritmi software che dovranno adattarsi a condizioni di test molto diverse e alla moltitudine dei protocolli di trasferimento dati utilizzati dai terminali e dagli oggetti. Similmente, la modularità diventa fondamentale anche per i test sui segnali video ad alta definizione che stanno imponendosi nei display di nuova generazione presentati al CES insieme a una varietà di standard e dimensioni affrontabile solo con strumenti estremamente versatili.

A Las Vegas il Ceo di HDMI Licensing, che Lattice Semiconductor ha preposto come fornitore unico delle specifiche HDMI già attualmente adottate su circa 5 milioni di prodotti, ha dichiarato che nel 2016 le autorizzerà su circa 750 milioni di prodotti e circa il 60% di esse saranno le nuove HDMI 2.0a.

Test fino a 1 Tbit/s

Anritsu ha realizzato una piattaforma di test modulare per i ricevitori dei bus seriali ad alta velocità imperniata sulla versatilità del nuovo Signal Quality Analyzer MP1800A BERT che comprende un Bit Error Rate Tester con range da 0,1 a 32,1 Gbit/s espandibili a 64,2 Gbit/s con l’apposito modulo mux/demux aggiuntivo, un oscilloscopio in tempo reale e un generatore di rumore. Fondamentale per questa soluzione è l’innovativo software di test GRL-PCIE4-BASE-RXA fornito da Granite River Labs e appositamente progettato per la verifica dell’integrità dei segnali e la rilevazione dei jitter con risoluzione fino a 8 picosecondi picco-picco.

Questa piattaforma consente di valutare rapidamente e accuratamente le prestazioni dei ricevitori delle interfacce seriali ad alta velocità di nuova generazione come PCIe Gen4, 32G Fibre Channel, Thunderbolt 3 over USB Type-C, 100 GbE e InfiniBand grazie all’efficace calibrazione che il software GRL esegue automaticamente per impostare le soglie più adatte a rilevare le tolleranze sui jitter.

Nell’analizzatore MP1800A c’è un Pulse Pattern Generator (PPG) che produce i segnali analogici per i test fino a 3,5 Vp-p e c’è anche uno stadio Error Detector con sensibilità di 10 mV sui jitter SJ, RJ, BUJ e SSC, ma si possono definire nuovi tipi di jitter da rilevare sui ricevitori con caratteristiche custom grazie al modulo Passive Linear Equalizer che adatta automaticamente i diagrammi a occhio durante i test. Al massimo della configurazione la piattaforma può eseguire test di ricezione su segnali fino a 1 Tbit/s come ad esempio nei nuovi sistemi High-Speed Transmission composti da 32 canali da 32 Gbit/s ciascuno.

Test multiformato

Keysight Technologies ha potenziato la propria soluzione per i test sui segnali wireless aggiungendo svariati moduli di acquisizione alla piattaforma UXM che diventa ancor più multi-formato e si configura in pochi istanti di volta in volta in funzione delle esigenze di test. Il Wireless Test Set E7515 UXM può analizzare i segnali in radiofrequenza di tipo GSM, GPRS, EGPRS, W-CDMA, TS-SCDMA, HSPA, LTE e LTE-Advanced semplicemente cambiano le sonde e ciò consente di confrontare le prestazioni dei terminali multi-standard 2G/3G/4G nelle diverse condizioni d’impiego con un unico strumento.

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Fig. 2 – Keysight propone il Wireless Test Set E7515 UXM per l’analisi multiformato e il confronto delle prestazioni nei ricevitori predisposti per collegamenti wireless 2G/3G/4G

Nei collegamenti LTE lo strumento consente di valutare la Carrier Aggregation (CA) su quattro Component Carrier (4CC) in downlink fino a 600 Mbps e su 2CC in uplink fino a 100 Mbps, considerando in ricezione MIMO 4×4 anche l’eventualità di accoppiamento nel tempo e in frequenza FDD-TDD Mixed CA, la modulazione 256 QAM e l’analisi delle componenti LTE-U (LTE for Unlicensed Spectrum).

Lo strumento incorpora un Vector Signal Analyzer e un Vector Signal Generator ed è predisposto per analizzare le comunicazioni IMS VoLTE (IP Multimedia Subsystem Voice-over-LTE), anche in presenza della tecnica di riduzione dell’interferenza FeICIC (Further Enhanced Inter-Cell Interference Coordination) nonché i collegamenti in modalità Transmission Mode 9 (TM-9) o CPC (Cognitive Pilot Channel). Ci sono due opzioni di banda da 300 MHz a 3,8 GHz oppure da 300 MHz a 6,0 GHz entrambe con risoluzione di 100 kHz ed è comunque possibile usare più moduli in parallelo per esaminare canali multipli in maggior numero.

Test sui video HDR

Rohde & Schwarz ha presentato al CES i nuovi moduli che consentono alla famiglia dei suoi Video Tester VTx di analizzare e verificare l’integrità dei segnali HDR attraverso le interfacce HDMI 2.0a. Ogni immagine trasportata da un frame High Dynamic Range è la sovrapposizione di più acquisizioni a diversi livelli di luminosità dell’immagine originale e perciò mostra nitidamente i dettagli di tutte quelle parti dell’immagine che con un’unica acquisizione risulterebbero più chiare perché sovraesposte oppure più scure perché sottoesposte.

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Fig. 3 – Rohde & Schwarz ha esibito al CES il nuovo modulo VT-B22363 che consente ai Video Tester VTx di verificare l’integrità dei segnali HDR attraverso le interfacce HDMI 2.0a e 1.4

Per far ciò richiedono da 16 a 32 bit per rappresentare ogni pixel di cui fino a 12 per la luminosità e fino a 8 per ciascuno dei tre colori. Questi bit dipendono dal software grafico utilizzato ma consentono di arrivare a velocità di trasferimento simboli fino a ben 18 Gbit/s. Per ottenere effetti di home theater intensi e realistici è necessario che ci sia una perfetta temporizzazione nell’attraversamento delle interfacce HDMI 2.0a e il nuovo modulo VT-B2363 HDMI RX/TX 600 MHz per i video tester R&S VTS, VTE e VTC consente di verificare l’efficienza di trasferimento dei segnali HDR attraverso i protocolli HDPC 2.2 e 1.4 e può pertanto verificare le interfacce HDMI 2.0a e anche le HDMI 1.4.

Il generatore di funzioni incorporato permette di editare segnali HDR Dynamic Range e Mastering InfoFrame anche con formati custom e mostra sul display i dati caratteristici E-EDID (Enhanced Extended Display Identification Data) generati e le loro eventuali alterazioni dopo il passaggio attraverso le interfacce.

Test HDMI/MHL

Simplay Labs è stata fondata da Lattice Semiconductor per progettare, sviluppare e produrre soluzioni e tecnologie per la caratterizzazione e la verifica dei prodotti per il mercato della visualizzazione ad alta definizione HD. Fra i suoi partner ci sono numerosi produttori di televisori e display insieme ai quali collabora allo sviluppo delle apparecchiature di test più idonee e competitive per verificare nelle diverse condizioni d’impiego le funzionalità delle interfacce HDMI (High Definition Multimedia Interface) e più recentemente della loro versione per smartphone MHL, Mobile High-Definition Link, che adatta i segnali HDMI al transito sui cablaggi USB.

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Fig. 4 – Il Simplay Labs SL-881 AVG incorpora un generatore e un analizzatore audio/video adatti per i test sui segnali HDR attraverso le interfacce HDMI 2.0a e MHL 3.x

Il nuovo SL-881 6G AVG è un HDMI/MHL Audio and Video Generator/Analyzer pensato per i test su trasmettitori, ripetitori e ricevitori di segnali audio e video anche HDR che utilizzano le più recenti interfacce HDMI 2.0a e MHL 3.x. Lo strumento può generare segnali di test conformi alle Compliance Test Specification (CTS) per Status and Control Data Channel (SCDC) e poi verificare la configurazione di scrambling e le temporizzazioni sulle interfacce, monitorare in tempo reale il bus Display Data Channel (DDC) fra trasmettitori e ricevitori e, inoltre, leggere, editare e riprogrammare i contenuti EDID dei segnali video di test. Nel piccolo case trovano posto un ingresso HDMI 2.0a, due uscite HDMI 2.0a, un’uscita MHL micro-USB, un I/O SPDIF, una I2C, uno slot per SD Card, un display da 4,3” con touch-screen e una batteria ricaricabile al litio.

Test multipli

Tektronix propone il suo nuovo Mixed Domain Oscilloscope MDO4000C a chi vuole avere sei strumenti diversi dentro un unico apparecchio da banco. Nell’MDO4000C ci sono un oscilloscopio, un analizzatore di spettro, un generatore di funzioni e forme d’onda arbitrarie, un analizzatore logico, un analizzatore di protocolli e un voltmetro digitale che possono essere attivati e configurati insieme o separatamente per conformare la piattaforma di test con le funzioni che di volta in volta effettivamente servono.

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Fig. 5 – Nell’MDO400C di Tektronix ci sono sei strumenti modulari pensati per i test sui segnali wireless con una banda analogica fino a 6 GHz e una velocità di acquisizione fino a 5 GSps

Come per le precedenti serie MDO4000 anche l’MDO4000C può visualizzare i segnali analogici e digitali sincronizzati insieme ai loro spettri alla radiofrequenza con banda fino a 3 o a 6 GHz e inoltre può catturare dai suoi quattro canali analogici fino a 340mila forme d’onda al secondo che acquisisce con velocità di 5 GSps e memorizza in stringe di 20 Mpunti. L’analizzatore di spettro ha un range dinamico di -65 dBc e può allargare la banda di acquisizione fino a 3,75 GHz per catturare l’intero spettro di un segnale con un’unica scansione.

L’analizzatore logico ha risoluzione temporale fino a 60,6 ps sui sedici canali digitali mentre l’analizzatore di protocolli può decodificare e visualizzare simultaneamente il contenuto di tre bus con velocità dati fino a 500 Mbps. Questo strumento consente di risolvere nel dominio del tempo e della frequenza i problemi d’interferenza di tutte le connessioni wireless di nuova generazione.

Lucio Pellizzari



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