Una delle più interessanti novità presentate da National Instruments in occasione della manifestazione EuMW 2014 svoltasi a Roma è l'analizzatore di segnali vettoriali a banda larga PXIe-5668R.

Si tratta di uno strumento in formato modulare PXIe funzionante con segnali fino a 26,5 GHz in cui spicca la larghezza di banda di analisi, ben 765 MHz, un valore che consente di affrontare con prestazioni straordinarie anche l'analisi e lo sviluppo di sistemi di nuova generazione, dalle reti di comunicazione wireless ai radar più sofisticati.

Il nuovo analizzatore PXIe-5668R testimonia la crescente capacità degli strumenti modulari di affrontare anche le applicazioni e radiofrequenza e microonde più difficili e questo strumento integra, oltre a tutto quanto serve per effettuare in tempo reale misure accurate a banda larga, anche una FPGA ripogrammabile tramite LabVIEW, che consente di realizzare sistemi automatizzati personalizzati ad altissime prestazioni intervenendo direttamente sul firmware dello strumento.

L'analizzatore PXIe-5668R funziona effettuando in tempo reale delle FFT ad altissima velocità, con una larghezza di banda di analisi massima di 320 MHz (per frequenze fino a 3,6 GHz) o 725 MHz (da 3,6 GHz a 26,5 GHz).

L'elevatissima capacità di elaborazione digitale dello strumento è affiancata da stadi di ingresso e conversione in frequenza ottimizzati per mantenere bassi i livelli di rumore e le distorsioni, onde garantire eccellenti prestazioni in termini di gamma dinamica, ad esempio per riuscire e misurare molto accuratamente parametri fondamentali dei sistemi di comunicazione, come l'ACLR (Adjacent Channel Leakage Ratio) o l'EVM (Error Vector Magnitude).

Come si può notare dai due grafici della gamma dinamica nominale rispettivamente a 1 GHz e a 20 GHz riportati quii sopra, il livello ottimo del livello del mixer è di circa -36 dBm, all'intorno del quale lo strumento garantisce una gamma dinamica priva di spurie (SFDR) di 117 dB in una larghezza di banda di 1 Hz. A 20 GHz, con un livello ottimale del mixer di -37 dBm, la gamma dinamica SFDR raggiunge i 115 dB.

L'elevata gamma dinamica si traduce nella possibilità di eseguire misure spettrali di potenza nel canale e nel canale adiacente molto accurate. Nella figura a fianco si osserva un misura di ACLR su un segnale  WCDMA con un livello intrinseco di ACLR di circa 85 dB.

Oltre alle classiche misure ACLR sui segnali UMTS, i vari toolkit software già disponibili da National Instruments e dalla sua estesa rete di partner facilitano l'esecuzione di misure e analisi su segnali GSM/EDGE, UMTS/HSPA+, LTE/LTE Advanced, Bluetooth, e 802.11a/b/g/n/p/ac.

In particolare, per le reti Wi-Fi di ultima generazione, che prevedono anche segnali con larghezza di banda anche di 160 MHz, lo strumento consente di effettuare tutte le misure previste dagli standard più recenti.

L'elevata larghezza di banda di analisi viene utile anche per la validazione e lo sviluppo dei moderni sistemi radar, dove la ricerca di una risoluzione spaziale più elevata spinge in alto la larghezza di banda degli impulsi, che vengono oltretutto modulati con sistemi sempre più complessi e articolati.

A livello empirico, per misurare bene le caratteristiche di un fronte che dura di 5 ns, serve almeno una larghezza di banda di analisi dell'ordine dei 600 MHz.

Nell'esempio qui a fianco si vede una misura su un impulso radar da 20 ns il cui lobo centrale occupa una larghezza di banda di circa 100 MHz.

L'architettura interno dello strumento è articolata con due cammini di segnale negli stadi di ingresso (per segnali inferiori o superiori a 3,6 GHz), a cui segue un cammino comune di elaborazione molto flessibile.

La flessibilità intrinseca dello strumento viene ulteriormente amplificata dalla possibilità di intervenire sui sul firmware interno, sfruttando la FPGA integrata, sia attingendo ai pacchetti software di analisi pronti all'uso, che offrono numerose possibilità di rappresentazione e analisi del segnale, da quella classica di un comune analizzatore di spettro e quelle più sofisticate con diagrammi a persistenza, spettrogrammi e demodulazioni secondo i vari standard.