Strumenti di test da banco

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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 V_p-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.

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.

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.

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.

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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