在過去的幾十年裏，軟件定義的射頻測試係統架構已經成為主流。如今
，幾乎所有商業現成的（COTS）自(zi)動(dong)化(hua)射(she)頻(pin)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)都(dou)使(shi)用(yong)應(ying)用(yong)軟(ruan)件(jian)通(tong)過(guo)總(zong)線(xian)接(jie)口(kou)與(yu)儀(yi)器(qi)進(jin)行(xing)通(tong)信(xin)。射(she)頻(pin)應(ying)用(yong)變(bian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)為(wei)複(fu)雜(za)
，工(gong)程(cheng)師(shi)們(men)正(zheng)麵(mian)臨(lin)增(zeng)強(qiang)功(gong)能(neng)性(xing)且(qie)不(bu)增(zeng)加(jia)測(ce)量(liang)次(ci)數(shu)與(yu)成(cheng)本(ben)的(de)兩(liang)難(nan)。盡管在測試測量算法
、總線速度和CPU速度上的提高減少了測試次數，但仍需要進一步改善以應對不斷複雜化的射頻測試應用。

   在商用現成的射頻測試儀器中增加現場可編程門陣列（FPGA）的使用，可以滿足對於速度和靈活性的需求。在高層中
，FPGA是可編程的矽芯片，可以通過軟件開發環境的配置來實現自定義硬件功能。雖然在射頻儀器中使用FPGA是一個很好的創舉
，但通常這些FPGA密閉且功能固定，隻能用於特定的目的，允許自定製的範圍很小。這正體現了用戶可編程的FPGA相較於封閉、固定特性FPGA的顯著優勢。借助於用戶可編程的FPGA，您可以自定製射頻儀器直至管腳，讓它能夠滿足您的特定應用需求。

   矢量信號收發儀（VST）是一類全新的儀器
，它結合了矢量信號分析儀(VSA)、矢量信號發生器(VSG)與基於FPGA的實時信號處理和控製。NI的全球首台VST還擁有用戶可編程FPGA
，它允許自定義算法直接用於儀器的硬件設計。這種軟件設計的方法讓VST擁有了軟件定義無線電(SDR)架構的靈活性以及射頻儀器的高性能。圖1（下圖）展現了傳統射頻儀器和VST軟件設計方法之間的差異。

NI VST: 基於LabVIEW FPGA和NI RIO構架

   NI LabVIEW FPGA模塊擴展了LabVIEW係統設計軟件
，以便在NI可重配置I / O（RIO）硬件上應用FPGA，NI VST便是其中之一。由於LabVIEW能夠清楚地表現並行架構和數據流，非常適用於FPGA程序的編寫，所以用戶不論有沒有傳統FPGA設計的經驗都能高效運用可重新配置硬件的功能。作為係統設計軟件
，LabVIEW能夠混合處理FPGA和微處理器（在PC環境中）上的數據，因而用戶無需擁有淵博的計算架構和數據處理知識即可實現 ,這點對於現代通信測試係統的裝配尤其重要。

   NI VST軟件基於強大的LabVIEW FPGA與NI RIO架構，並擁有眾多針對客戶應用的初始功能
，包括應用IP

、參考設計、範例和LabVIEW範例項目。這些初始功能包含了所有默認的LabVIEW FPGA特性和預構建的FPGA位文件，以幫助用戶快速上手。若沒有這些現成的功能，以及高效的LabVIEW、精心設計的應用/固件架構，VST軟件設計的特性將會是各類用戶不小的挑戰，因此正是這些特性將前所未有的高水平定製帶向了高端儀器。

改進傳統射頻測試

   NI VST不僅具備快速的測量速度和小巧的生產測試儀器組成結構，同時還擁有研發級箱型儀器的靈活性和高性能。VST因此可以用來測試各種標準，如802.11ac，5.8 GHz下其誤差矢量幅度(EVM)優於-45 dB（0.5％）。此外，傳輸、接收

、基帶I/ Q以及數字輸入輸出都擁有共同的用戶可編程FPGA
，使得VST遠遠優於傳統的箱型儀器。

   數據壓縮就是一個典型的例子，截取、信道化、平均以及其它自定義算法允許FPGA執zhi行xing計ji算suan強qiang度du大da的de任ren務wu。通tong過guo減jian少shao必bi要yao的de數shu據ju吞tun吐tu量liang和he主zhu機ji上shang的de處chu理li負fu載zai，可ke縮suo短duan測ce量liang時shi間jian且qie增zeng加jia平ping均jun，給gei予yu用yong戶hu更geng大da的de測ce量liang信xin心xin。其qi它ta基ji於yuFPGA、用戶定義的算法的範例還包括自定製觸發
、FFT發動機、噪音校正、內聯濾波、變時滯
、功率級伺服等等。

   軟件設計儀器，如VST，haikeyisuoxiaoshejiheceshizhijiandechayi，rangceshigongchengshikezaishejiwanchengzhiqianjichenghuoyanzhengshejidegegefangmian

，tongshiyunxushejigongchengshishiyongyiqijiyingjian

，jiangtamendesuanfayuanxinghuabingzaishejizaoqiliuchengzhongpinggusheji。

範例： 基於FPGA的DUT控製和測試序列

   除了射頻接收器和發送器的基帶I/Q數據，PXI VST還具有高速數字I / O
，可直接連接到用戶可編程的FPGA。這使用戶能夠執行自定製數字協議，控製待測設備（DUT），大幅減少測試次數。查看圖2中的範例。 除此之外，測試序列可在FPGA上執行，允許DUT通過實時測試改變狀態和序列。

圖 2. VST靈活的數字I / O功能可以控製射頻收發器的狀態。

範例： 功率放大器測試的功率級伺服

   功率放大器（PA）重要的一點是包含預期輸出功率
，甚至超出其線性工作模式。為了準確地校準PA
，其采用了功率級的伺服反饋循環來確定最終的增益。 功率級伺服通過分析儀捕捉當前的電流輸出功率
，並控製發電機的功率級別
，直至獲得所需的功率
，這是一個相當耗時的過程。 簡單來說

，它使用比例控製循環，在功率級別上來回擺動
，直至輸出功率級和所需的彙合。 VST適用於功率級伺服，因為進程可直接在用戶可編程FPGA上實現
，從而更快地達到所需的輸出功率值（見圖3）。

圖3. 在PA測試中，功率級伺服上使用VST可更快地達到所需的輸出功率值。

其它射頻應用

   VST不僅僅是快速靈活的矢量信號分析儀以及矢量信號發生器。 VST的射頻接收器、射頻發送器
，以及用戶可編程的FPGA使其能夠超越傳統的VSA/ VSG模式。 例如
，VST可由用戶完全重新構建

，來執行其它複雜的射頻應用處理，例如將新的射頻協議原型化
，實現軟件定義的無線電，以及信道間的仿真。

範例： MIMO射頻信號的無線電通道仿真器

   近年來，多輸入多輸出（MIMO）射she頻pin技ji術shu進jin步bu顯xian著zhu
，尤you其qi是shi在zai移yi動dong電dian話hua和he無wu線xian標biao準zhun方fang麵mian。除chu此ci之zhi外wai，射she頻pin調tiao製zhi方fang法fa日ri趨qu複fu雜za，射she頻pin帶dai寬kuan不bu斷duan增zeng加jia，射she頻pin頻pin譜pu正zheng變bian得de越yue來lai越yue為wei擁yong擠ji。隨sui著zhe技ji術shu的de進jin步bu，在zai靜jing態tai的de環huan境jing中zhong測ce試shi無wu線xian設she備bei相xiang當dang重zhong要yao，但dan了le解jie這zhe些xie設she備bei在zai動dong態tai現xian實shi世shi界jie中zhong的de行xing為wei也ye同tong等deng重zhong要yao。

   無線信道仿真器是一種可在真實世界中測試無線通信的工具。衰退模式可用來仿真空氣的幹擾
、反射、移動的用戶以及其它阻礙物理無線環境中的射頻信號的自然現象。在FPGA上對這些數學衰退模式編程
，VST可實現實時無線通道仿真器。下麵的圖4為LabVIEW環境下的兩台VST實現2x2 MIMO無wu線xian通tong道dao仿fang真zhen器qi。衰shuai退tui模mo式shi的de設she置zhi顯xian示shi在zai屏ping幕mu的de左zuo側ce和he中zhong心xin。通tong過guo頻pin譜pu分fen析xi儀yi捕bu捉zhuo衰shuai退tui模mo式shi發fa出chu的de射she頻pin輸shu出chu信xin號hao
，並bing顯xian示shi在zai右you邊bian。這zhe些xie頻pin譜pu圖tu清qing楚chu顯xian示shi了le因yin衰shuai退tui模mo式shi產chan生sheng的de頻pin譜pu零ling點dian。

圖4. 範例LabVIEW前麵板上顯示了使用兩台VST實現MIMO信道仿真的效果。

軟件設計儀器的多種可能性

   VST的誕生引領了一類新的儀器，它們並非供應商提前設定好的儀器，而是經過軟件設計，完全針對用戶的自身需求進行應用。 隨著射頻DUT變得更加複雜，對於上市時間的要求越來越高，儀器的功能水平又掌握在了射頻設計師和測試工程師的手中。 本文中的範例隻不過是VST眾多功能中極小的一部分。 想要知道“什麼是矢量信號收發儀
？”，您先必須回答：“你需要解決何種測量和控製問題
？” 精確的射頻發送器、射頻接收器以及數字I / O可靈活連接至用戶可編程的FPGA，VST因而能夠從容應對各方麵的挑戰。

訪問http://www.ni.com/vst/zhs/ 進一步了解NI VST。