近年來(lái)已有不少公司推出高速數(shù)據(jù)采集卡 (High Speed Data Acquisition Card), 并且聲稱可以應(yīng)用在軍用雷達(dá)信號(hào)分析、超聲信號(hào)分析、數(shù)字廣播信號(hào)分析，或是噴墨式墨盒系統(tǒng)測(cè)試等各個(gè)方面。
仔細(xì)觀察一下這些高速數(shù)據(jù)采集卡的規(guī)格: 20～100 MS/s 的采樣頻率(sampling rate)，30～60MHz 的帶寬，可以供多組模擬信號(hào)同時(shí)輸入，同時(shí)模擬輸入的范圍可通過(guò)軟件選擇… 等等，的確是有條件可以勝任上述應(yīng)用，可惜能在報(bào)章雜志上見(jiàn)到的應(yīng)用實(shí)例并不多, 也因此無(wú)法一窺其中的癥結(jié)與奧秘。基于此原因，本文將以規(guī)格適當(dāng)?shù)母咚贁?shù)據(jù)采集卡為例，制作一套無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)基頻發(fā)射模塊測(cè)試系統(tǒng),闡述其在無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN) 研發(fā)及批量生產(chǎn)測(cè)試設(shè)備方面的可能應(yīng)用，希望能提供讀者更多的想法。
為何選擇 WLAN 為應(yīng)用對(duì)象呢？我們以臺(tái)灣網(wǎng)通正文公司(Gemtek)為例，他們表示，2005 年NB(筆記型計(jì)算機(jī))內(nèi)建WLAN模塊的比例將接近90%，同時(shí)預(yù)估從第2季起內(nèi)建模塊的標(biāo)準(zhǔn)化將從802.11g提升為802.11a+g，全年的出貨量將達(dá)到2000-2500萬(wàn)套之間。 另外一家公司建漢(CyberTAN Tech.) 也預(yù)期其整體WLAN產(chǎn)品的出貨量將挑戰(zhàn)2500萬(wàn)套。 陽(yáng)慶(GlobalSun Tech.)正式并入友勁后，也預(yù)期2005年WLAN的出貨量將挑戰(zhàn)800萬(wàn)套。以上數(shù)據(jù)都顯示W(wǎng)LAN及其相關(guān)產(chǎn)品未來(lái)成長(zhǎng)的空間還很大，誰(shuí)能夠勝出就取決于誰(shuí)能快速設(shè)計(jì)出符合規(guī)格又可以快速大量生產(chǎn)的產(chǎn)品。這一方面有賴于研發(fā)人員在研發(fā)階段能有效解決可能發(fā)生的問(wèn)題，并經(jīng)完整驗(yàn)證；另一方面有賴于生產(chǎn)線是否有足夠的測(cè)試機(jī)臺(tái)以確保產(chǎn)品的品質(zhì)和性能。但是以現(xiàn)有的測(cè)試平臺(tái)價(jià)位與效率來(lái)看，動(dòng)輒每臺(tái)數(shù)十萬(wàn)人民幣及每分鐘一片的測(cè)試效率，各廠商(包括芯片設(shè)計(jì), 系統(tǒng)生產(chǎn))是否有意愿和能力購(gòu)置數(shù)量如此龐大的設(shè)備以供研發(fā)單位及生產(chǎn)線使用, 恐怕是未來(lái)各廠商都要傷透腦筋考慮的問(wèn)題。
基于未來(lái)芯片和設(shè)備生產(chǎn)廠商勢(shì)必都會(huì)加強(qiáng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，同時(shí)利用更多更新的測(cè)試設(shè)備來(lái)仿真實(shí)際射頻網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并測(cè)試產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)解決方案的高穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性的考慮，價(jià)格低廉并且功能可以彈性擴(kuò)展的研發(fā)驗(yàn)證工具必然有其市場(chǎng)。本文擬以凌華科技最近推出的PXI-9820 高速數(shù)據(jù)采集卡為核心，設(shè)計(jì)一套成本低廉、 功能彈性且適于大量復(fù)制的WLAN發(fā)射模塊實(shí)時(shí)誤差向量幅度（real-time Error Vector Magnitude, EVM）測(cè)試系統(tǒng)，以期能提供給芯片設(shè)計(jì)與系統(tǒng)生產(chǎn)廠商另一個(gè)思考方向。
系統(tǒng)構(gòu)成：
該系統(tǒng)共分成三大部份：WLAN發(fā)射模塊、高速數(shù)據(jù)采集卡及控制器模塊、軟件接口和EVM計(jì)算分析軟件模塊。
1. WLAN發(fā)射模塊：
1) 市售無(wú)線網(wǎng)卡(802.11.a) + card bus： WLAN發(fā)射模塊主體。
2) Analog Device Instrument (ADI) 的evaluation board： 將I+，I–，Q+，Q–差分信號(hào)轉(zhuǎn)為單端輸出電路之I，Q信號(hào)。
2. 高速數(shù)據(jù)采集卡及控制器模塊：
1) ADlink PXI-3800： Pentium-M 1.6GHz PXI 控制器，實(shí)時(shí)信號(hào)處理。
2) ADlink PXIS-2506： 3U 6-slot PXI 便攜式機(jī)箱。
3) ADlink PXI-9820： 3U PXI 65MS/s，14-bit digitizer with on-board 128MB SDRAM，采集IQ 信號(hào)。
3. 軟件接口和EVM計(jì)算分析軟件模塊：
1) ADlink in-house 無(wú)線網(wǎng)卡信號(hào)控制程序：控制WLAN卡重復(fù)的產(chǎn)生傳送封包(frame)并傳送封包。
2) ADlink in-house 實(shí)時(shí) I-Q 信號(hào)分析程序：進(jìn)行離散快速傅利葉轉(zhuǎn)換，64-QAM，計(jì)算EVM等。
圖(一)為測(cè)試系統(tǒng)的示意方塊圖。PXI-3800控制器執(zhí)行無(wú)線網(wǎng)卡信號(hào)控制程序，通過(guò) card bus 使無(wú)線網(wǎng)卡不斷的輸出待量測(cè)的Tx 信號(hào)。因?yàn)榫W(wǎng)卡上的輸出信號(hào)為I+，I–，Q+，Q–的差分信號(hào) (differential ended)，但是我們用的信號(hào)采集卡為2個(gè)通道(channel)的單端輸入(single ended)，所以需要用一個(gè)轉(zhuǎn)換電路來(lái)完成差分信號(hào)轉(zhuǎn)換單端輸出，這部份我們用Analog Device Instrument (ADI) 的evaluation board來(lái)加以實(shí)現(xiàn)。最后將這個(gè)待分析的基頻IQ信號(hào)輸入PXI-9820，并以in house 的實(shí)時(shí) I-Q 信號(hào)分析程序在PXI-3800上進(jìn)行FFT、 EVM等分析。圖(二)則為實(shí)際的基頻發(fā)射模塊測(cè)試系統(tǒng)。
圖(一) 測(cè)試系統(tǒng)方塊圖
圖(二) 基頻發(fā)射模塊測(cè)試系統(tǒng)
