7-2018

Messtechnik

Messtechnik Empfängerempfindlichkeit entspricht. Empfindlichkeitsbestimmung Bei diesem Test wird der Signalpegel am Empfängereingang, beginnend bei der maximal zulässigen Leistung, schrittweise verringert und dabei beobachtet, ab welcher Leistung die Paketfehlerrate den vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Dieser Test dient zur Charakterisierung der Empfänger-Performance. Weil er sehr zeitaufwendig sein kann, ist er typischerweise nicht Bestandteil des Standard-Produktionstests. Er dient dazu, in der Produktion stichprobenartig zu überprüfen, ob die Produkt- Performance abdriftet oder Qualitätsprobleme vorliegen. Herausforderungen beim Testen Nachdem Sie jetzt die kritischen Parameter, die die Leistungsfähigkeit Ihres IoT-Produkts beeinflussen, besser verstehen, geht es im nächsten Schritt darum, Ihre Teststrategien zu definieren. Die Teststrategie richtet sich danach, welcher Mobilfunkstandard genutzt wird. Hersteller von IoT-Geräten auf der Basis des BLE- (Bluetooth Low Energy) Standards oder eines WLAN-Standards stehen bei der Entwicklung von Produktionsteststrategien vor einer Reihe kritischer Herausforderungen. Dies sind die wichtigsten davon: Oft sind keine leitungsgebundenen Messungen möglich Viele IoT-Geräte sind preiswert und kompakt. Sie verfügen über integrierte Antennen, und das gesamte Gerät ist in einem kleinen Gehäuse ohne Zugang zu einer Kabelverbindung für leitungsgebundene Messungen untergebracht. Ohne Kabelverbindung sind Entwickler und Hersteller gefordert, sich innovative Testmethoden einfallen zu lassen. Es wird ein Chipsatz- Treiber benötigt Die meisten BLE- und WLAN- Testverfahren erfordern einen Chipsatz-spezifischen Treiber, um das Gerät in den Testmodus zu versetzen. Das ist mühsam und zeitaufwendig, da verschiedene Chipsätze unterschiedliche Treiber benötigen. Die Entwicklung und Verwaltung zahlreicher Treiberversionen ist für die meisten Testingenieure ein Alptraum. Die Entwicklung eines Treibers und eines geeigneten Testverfahrens dauert Monate und erfordert eine enge Zusammenarbeit mit dem Chipsatzhersteller. Zum Laden und Entladen der Test-Firmware sind dann weitere Fertigungsschritte erforderlich. Lange Testzeiten Herkömmliche Testmethoden, die den Testmodus verwenden (auch als Non-Signaling- Test bezeichnet), benötigen lange Testzeiten. Diese Methoden erfordern in der Regel das Flashen der Testfirmware, das Durchlaufen einer langen Liste von Sender- und Empfängertests, das Entladen der Testfirmware und das Laden der endgültigen Firmware. Dies führt zu einer langen Testzeit, treibt die Testkosten in die Höhe und verringert den Fertigungsdurchsatz. Fehler, die nach der Endmontage aufgetreten sind, werden nicht erkannt Da Sie das Produkt testen, bevor es in seiner endgültigen Form und mit der endgültigen Firmware ausgeliefert wird, laufen Sie Gefahr, Fehler, die bei der Endmontage aufgetreten sind, zu übersehen. Dadurch riskieren Sie, defekte Produkte an Ihre Kunden zu liefern. Lösungen für die Herausforderungen beim Testen von IoT-Produkten Glücklicherweise lassen sich diese Herausforderungen mit einem neuen Testverfahren Über die Autorin lösen, bei dem ein innovativer OTA- (Over-the-Air) Tester zum Einsatz kommt (Bild 1). Dieser Tester ermöglicht sowohl Sender- als auch Empfängertests über Funk, unter Verwendung von Standard-Signalpaketen gemäß Bluetooth- oder 802.11-Spezifikation. BLE-Geräte senden beispielsweise über die drei Advertising-Kanäle. Über diese Advertising-Kanäle kann ein OTA-Signalisierungstester die nötigen Sendeleistungsmessungen durchführen. Für PER- Messungen sendet der Tester Nachrichten an das Gerät, um es zu einer Antwort zu veranlassen. Durch Zählen der erfolgreich empfangenen Antwortsignale kann der Tester dann die PER des Gerätes ermitteln (Bild 2). Mit dieser Methode kann die Sender- und Empfänger-Performance in weniger als 30 Sekunden verifiziert werden, was eine deutliche Verkürzung der Gesamttestzeit und entsprechende Reduktion der Testkosten bedeutet. Außerdem wird für diese Tests kein proprietärer Chipsatz-Treiber benötigt, und zur Steuerung des Testobjekts muss nicht auf dessen digitale Kommunikationsschnittstellen (UART oder USB) zugegriffen werden. Sender- und Empfängertests können mit der endgültigen Produktions-Firmware durchgeführt werden, wodurch die zusätzlichen Schritte zum Flashen und Entladen der Test-Firmware entfallen. Das Ergebnis ist eine kürzere Gesamttestzeit. Das Gerät wird zudem in seinem endgültigen Gehäuse getestet, wodurch sichergestellt wird, dass die meisten Produktionsfehler erfasst werden und das Produkt in der realen Welt die geforderte Performance bringen wird. Zusammenfassung Die Zahl der IoT-Anwendungen wächst weltweit rasant. Dieses Wachstum birgt enorme Chancen für die Hersteller von IoT-Geräten, stellt sie aber auch vor große Herausforderungen. Der Schlüssel zum Erfolg der Hersteller liegt in ihrer Fähigkeit, ihre Produkte schnell, kostengünstig und in hervorragender Qualität auf den Markt zu bringen. Eine neue Kategorie von Funktionstestlösungen, die Performance-Tests über Funk durchführen, helfen Herstellern jetzt, diese Herausforderungen mit Bravour zu meistern. Diese Lösungen ermöglichen es Entwicklern und Herstellern, schnelle, genaue und kostengünstige Sender- und Empfängertests durchzuführen, wie sie nötig sind, um qualitativ hochwertige Produkte garantieren zu können. ◄ Sook-Hua Wong ist Industry Segment Manager im Geschäftsbereich General Electronics Measurement Solutions von Keysight Technologies. Zuvor war sie als Produktplanerin für die strategische Planung und Produktportfolio-Entwicklung von HF/Mikrowellen-Leistungsmessgeräten und -Sensoren verantwortlich. Sook-Hua hält einen B.S. in Elektrotechnik von der University of Technologies Malaysia (1999) und einen M.S. in Elektroniksystementwicklung von der University of Science Malaysia (2003). Sie ist unter der eMail- Adresse sook-hua_wong@ keysight.com erreichbar. 26 hf-praxis 7/2018

Die Firma Rigol Technologies stellte ihre neuen Hochleistungs- Oszilloskope mit 10,1-Farb-Touch- Bildschirm vor. Die Mixed-Signal-Digital-Oszilloskop-Serie MSO/DS7000 sind umfassend ausgestattete Hochleistungs-Oszilloskope, basierend auf der modernsten On- Chip-ASIC-Technologie von Rigol Technologies, und sie integrieren vielseitige Prozesse. Mit Bandbreiten von 100 bis 500 MHz (Bandbreiten-Upgrade möglich) und Abtastraten von bis zu 10 GS/s ist die Serie MSO/ DS7000 optimal geeignet für Anwendungen in der Forschung und Entwicklung, Hochschulen und Ausbildung, Produktion und Qualitätskontrolle, innerhalb der Automobilindustrie, der Kommunikation, Luft- und Raumfahrt, Industrie- und Leistungselektronik u.m. Messtechnik Hochleistungs-Oszilloskope mit vier analogen und 16 digitalen Kanälen Rigol Technologies, Inc. info-europe@rigol.com www.rigol.com Die neue 4-Kanal Hochleistungs-Oszilloskop-Familie MSO7000 Links ein analoger Frontend-Chip, rechts ein Signal-Processing-Chip Alle Geräte verfügen über einen 10,1-Zoll-Touch-Farb-Bildschirm zur besseren und übersichtlichen Signaldarstellung sowie zur optimalen Darstellung von Zusatzinformationen, wie z.B. Cursorpositionen und deren Koordinaten, mathematische Parameter sowie Analysefunktionen. Zur Erfassung und Verarbeitung von Messdaten und großen Datensätzen steht beispielsweise eine Speichertiefe von bis zu 500 Mio. Punkten bereit. Und mit einer Waveform Capture Rate von bis zu 600.000 wfms/sec kann der Anwender schnelle Signalfolgen erfassen, darstellen und auswerten. Schnellste Analyse (Decoding) und deren Darstellmöglichkeiten wurden durch den ultraschnellen ChipSet der neuesten UltraVision-II-Architektur realisiert und suchen ihresgleichen. Vielfältigste Trigger-, Mathematik- und Darstellmöglichkeiten (erweiterte FFT, Masken-Test, Eye-Diagramm, Jitter- und Power-Analyse) sind wie alle üblichen seriellen Busprotokoll- Analyse- und Triggerfunktionen erhältlich. Integrierte Voltmeter, Frequenzzähler und ein optionaler 2-Kanal-Arbiträr-Funktionsgenerator runden den kompletten Messumfang ab (6 in 1 Gerät). Verschiedenste Schnittstellen, wie USB, LAN(LXI), HDMI, AUX und GPIB (Adapter), sowie USB-Mouse-Support sind verfügbar. Die bekannten drei Jahre Rigol- Garantie erleichtern jedem Anwender den risikolosen Umstieg von einem anderen Anbieter. Ein umfangreiches Zubehörprogramm von aktiven und passiven Tastköpfen, Hochspannungstastköpfen und 19-Zoll-Einbaurahmen, Softwaretreiber für bekannte Pakete und Hochsprachen sowie die kostenlose UltraScope-Bediensoftware und ein Web Remote Control stehen ebenfalls zur Verfügung. ◄ 5 - ) 6 4 , - 7 6 5 + 0 ) , / > 0 1 D H 2 = H J A H B H - 6 9 1 + 7 / > E I " / 0 5 ) 6 - 1 6 - 7 1 ) 6 1 . - 4 6 1 / 7 / 5 ; 5 6 - - / - 4 6 - 0 . 2 - 6 - hf-praxis 7/2018 27