GENERATOARE DE FORME DE UNDA ARBITRARA IN TESTAREA

ECHIPAMENTELOR DE TELECOMUNICATII

Lect.univ.ing. Emil Teodoru

    O etapa importanta in realizarea unui produs de telecomunicatii, de la circuite integrate la sisteme complete, este simularea. Un proiect de produs poate fi simulat complet cu mijloace software, in functie de platforma de lucru in care a fost creat. Testarea in conditii reale presupune folosirea unui tester de rata a erorilor de bit, cu un protocol complet, si un analizor de protocol. Acest gen de test poate pune in evidenta erorile produsului testat, dar nu da informatii asupra sursei acestora, ca un prim pas pentru eliminarea lor.
    Informatiile privind sursele de erori se gasesc in semnalele electrice ale circuitelor, de aceea, detectarea lor presupune surse de semnal si aparate de masurat. Unul din aparatele tipice, de baza, este osciloscopul, preferabil digital, inzestrat cu facilitati de captare a semnalelor. In plus, sunt necesare semnale de simulare analogice de tipul undelor tranzitorii, impulsuri sub prag, care sa fie suprapuse peste fluxurile de biti ale testoarelor digitale. Cum cele mai multe generatoare de radiofrecventa nu pot crea unde tranzitorii, apare ca foarte potrivita folosirea generatoarelor de forme de unda arbitrara. Ele ofera o serie de avantaje:

• pot fi programate pentru definirea formei de unda generate;
• se pot obtine frecvente de peste 250 MHz;
• pot stoca in memoria numerica semnale captate, primite inclusiv de la alte aparate, cum ar fi osciloscopul numeric;
• pot reda prin convertorul numeric-analogic de iesire echivalentul analogic al formelor memorate;
• semnalul de iesire nu tine seama de periodicitate, nivele logice binare, cicluri de operare;
• se pot obtine orice fel de forme de unda;
• rezolutii de 10 biti, care permit detalierea semnalelor complicate;
• poseda functii care faciliteaza testarea conform standardelor de telecomunicatii.

    Schema bloc de baza a unui astfel de generator se da in fig. 1.

1. Testarea in regim de impuls singular


Pentru testarea corecta este necesar sa se aplice in simulare atât semnalul nominal cerut de echipament, cât si semnalul alterat, incorect. Acest lucru este posibil prin arhitectura generatorului Incercarile trebuie sa gaseasca limitele de functionare ale proiectului. In regimul de impuls singular se foloseste biblioteca de forme de unda standard, care contine impulsuri pentru aproximativ 30 de standarde, si prin editorul de ecuatii se pot efectua modificari ale semnalelor memorate, ceea ce face usoara adaptarea la semnalele corespunzatoare unor standarde noi. Impulsul poate fi plasat in timp in cadrul semnalului generat conform cerintelor standardului. Generatorul combina impulsul cu secventa de date predeterminata – secventa de teste standardizata – pentru a produce o forma de unda compusa care contine deranjamente. Raspunsul echipamentului testat la acest semnal combinat se aplica testerului ratei erorilor de bit. In acest mod se pot corela erorile aparute cu diferitele grade de modificari ale semnalului de intrare. Modificari succesive ale semnalului permit si gasirea limitelor modelului testat.
Daca se urmareste cu ajutorul unui osciloscop digital cu esantionare semnalul de intrare care a cauzat eroarea, se poate capta portiunea de semnal care a cauzat-o. Preluând aceasta secventa la generator prin portul GPIB, ea poate fi repetata si aplicata la intrarea dispozitivului, urmarind acum raspunsul cu testerul ratei de eroare a bitilor. Procedura se repeta cu mai multe portiuni de semnal, pâna la gasirea segmentului cauzator al erorii.
 

2. Determinarea erorilor accidentale prin secventiere


Capacitatea de a genera secvente este o masura a flexibilitatii unui generator in operatia de testare. Un secventiator elementar executa instructiuni simple de tip bucla, repetând portiuni limitate ale memoriei de forme de unda. Secventiatoare mai evoluate realizeaza o forma de unda complicata, prin conectarea multor portiuni mai mici si o repeta de un numar foarte mare de ori, cu variatii, timp de ore, zile, saptamâni, uneori chiar luni de zile - când se executa teste de lunga durata. Lungimea secventei si numarul de rulari este limitat de capacitatea memoriei generatorului.
Unele generatoare – precum AWG 520 Tektronix – sunt inzestrate cu instructiuni de salt, go to si similare, ceea ce conduce la o folosire mult mai eficienta a memoriei de forme de unda. Oricare din cele 8192 linii ale codului secventei poate contine o instructiune de bucla, iar fiecare bucla poate circula de peste 65535 ori prin punctele unei componente de forma de unda memorate individual. Produsul acestor numere conduce la o forma de unda obtinuta dintr-un un flux peste 50× 10⁶ segmente. Astfel de modele lungi de semnale sunt utile când se cauta o ² istorie² a erorilor de bit, in scop de analiza.
Acelasi model de generator mentionat mai sus mai ofera facilitatea de a raspunde imediat erorilor provenite din dispozitivul testat, prin testerul ratei erorilor de bit. La intrarea pentru eroare, pe 4 biti, se asigura peste 16 stari de trigger pentru secventiator. El poate fi programat sa raspunda cu salturi la subrutine in memoria de forme de unda, care poate sa contina segmente alternate de modele de semnal cu perturbatii. Un astfel de program poate, de exemplu, sa urmareasca marirea iterativa a latimii unui impuls, pâna la atingerea limitei de buna functionare; când se atinge starea limita, secventiatorul poate sari la o subrutina care apropie fin impulsul de situatia de eroare. Sau secventiatorul poate fi programat sa sara la o subrutina cu deranjamente. Aceste facilitati ridica mult gradul de automatizare a aparatului.
 

3. Zgomot aleator si filtrare

    Zgomotul digital incearca sa aproximeze modul aleator analogic, dar este, prin natura, repetitiv si nu aleator. La generatorul AWG 520 gradul de aleator este constrâns de lungimea inregistrarii si rezolutia tactului. Datorita acestor limitari nu este posibila testarea completa a unui echipament de telecomunicatii la raspunsurile sale la zgomotul aleator natural folosind un astfel de generator.
    Unele generatoare asigura zgomot aleator adevarat si zgomot digital pseudoaleator. Iesirea de zgomot aleator poate avea orice valoare, in orice moment, spre deosebire de cea de zgomot digital, care poate fi, prin definitie, intr-un domeniu fix de valori. AWG 520 include un generator de zgomot aleator adevarat, care asigura un model precis al zgomotului, intâlnit in dispozitivele de telecomunicatii de inalta frecventa.
    Filtrarea este o facilitate de asemenea intâlnita in generatoarele de forme de unda arbitrara. Ea se poate folosi pentru a modifica continutul de frecvente a semnalelor cu zgomot. Este utilizat pentru modificarea aproape a oricarui flux de date. Prin programarea unui punct controlat de taiere se poate simula degradarea cablului. Intrarea dispozitivului testat primeste un semnal filtrat care pare a proveni dintr-un cablu marginal. Tot prin filtrare se pot simula raspunsuri la pierderile de F, la variatiile de amplitudine dependente de frecventa, fenomene tranzitorii si altele. AWG 520 are incorporat un filtru care permite astfel de teste.

    Note bibliografice

    [1] Tektronix, Nota de aplicatie 76 W – 11933
    [2] T. Jurca, Instrumentatie de masurare, Editura de Vest, Timisoara, 1999