EINFÜHRUNG

UTP 9010 RF EOL – Leistungsstarker HF- und Funktionstest von Infotainment- und eCall-Modulen im Fahrzeug

Test von mehreren Prüflingen mit dem NOFFZ UTP 9010

Die Einführung neuer Bestimmungen zur Fahrzeugsicherheit wie z. B. eCall innerhalb der Europäischen Union sowie die zunehmende Zahl an Fahrzeugen mit integrierten Mobilfunkeinheiten (Network Access Devices / NAD) sorgen für einen stetig steigenden Bedarf an Tests von Mobilfunk- und Wireless-Standards.

Das kann nur durch einen effizienteren Einsatz der HF-Messinstrumente erfolgen. Hierzu gehören der parallele Test von mehreren Prüflingen oder die gemeinsame Nutzung des HF-Messinstruments an mehreren Testplätzen. Auf Basis der Anforderungen von HARMAN entwickelte NOFFZ ein paralleles Testsystem für vier Prüflinge.

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Das Testsystem kombiniert alle Anforderungen für die End-of- line-Prüfung auf Board-Level bei

HARMAN:
Flashen , Funktions- und HF-Tests.

Die Haupt-Testsoftware basiert auf NI TestStand. Neben mehreren PXI und PCI-Karten für Audio, Spannungs- und Strommessungen wird die NOFFZ Signalkonditionierungseinheit zur Verschaltung von Messsignalen, Antennendiagnosefunktionalitäten sowie für typische Ruhestrommessungen aber auch die digitale Steuerung anderer Funktionen verwendet.

Der Adapter kontaktiert vier Prüflinge parallel auf unterschiedliche Weise:

  • via Nadeln (70-80 von unten)
  • mit einem pneumatisch angetriebenen Block über mehrere Fakra- und Rosenberger HSD Anschlüsse sowie dem Fahrzeugstecker
  • über eine HF- Antenne in einem geschirmten Bereich, der die Leiterplatte nur teilweise überdeckt

Eine der Herausforderungen bestand darin, mehrere USB -Anschlüsse mit mehreren virtuellen COM-Ports an einem PC zu verwenden. Da die Systemstabilität stark vom Treiber des Herstellers sowie der Windows COM-Port Verwaltung abhängt wurde von NOFFZ und HARMAN eine Linux-basierte Schnittstelle zwischen IPC und jedem Prüfling verwendet, um eine Verbesserung der Stabilität zu erreichen.

 

HF Tests mit dem NI Wireless Test System

 Da HF-Messinstrumente eine sehr hohe Investition darstellen, gibt es zwei wesentliche Kriterien bei der Wahl des richtigen Instruments: Die Systemkosten sowie die HF-Performance. Basierend auf den Erfahrungen von NOFFZ und HARMAN mit dem NI Vector Signal Transceiver und HF Non-Signaling Tests wurde das NI Wireless-Testsystem als die Plattform mit dem besten Verhältnis zwischen geringen Anschaffungskosten gepaart mit einer höheren HF-Performance ausgewählt.
Das NI Wireless Test System ist ein HF-Messinstrument mit bis zu 16 Ports zum direkten Anschluss von Prüflingen inkl. intelligenter Software, die die internen Vektorsignalgeneratoren und Vektorsignalanalysatoren sehr effizient für die HF-Tests einsetzt. Als System für Tests in der Produktion mit hohen Stückzahlen verfügt die eingesetzte Version des NI WTS über 16 Ports mit robusten HF-Steckverbindern.
Durch die Anbindung von vier Prüflingen die jeweils über vier Ports verfügen (Cellular Main- und Diversity-Antenne, GNSS und Bluetooth/WLAN) wird die Hardware in vollem Umfang genutzt.

Verschiedene Chipsätze von verschiedenen Herstellern die in den HARMAN Prüfling integriert sind können so alle mit dem gleichen Instrument getestet werden. So wurden zum Beispiel die folgenden Messungen der Testspezifikation für Mobilfunk, Bluetooth, WLAN und GNSS im WTS implementiert:

  • Umsetzung der Testspezifikation für Mobilfunk Non-Signaling Tests:
    – Error Vector Magnitude (EVM)
    – TX Occupied Bandwidth (OBW)
    – TX Power (TXP) in allen notwendigen Bändern
    – TX Spectral Emission Mask (SEM)
    – RX Bit Error Rate (BER) bei -100dBm
    – Received Signal Strength Indication (RSSI)
  • Umsetzung der Testspezifikation für WLAN Non-Signaling Tests wie zum Beispiel
    – Messungen für alle Standards: 802.11abgnpac
    – TX: Adjacent Channel Power (ACP), Spectral Emission Mask (SEM), Occupied Bandwidth (OBW), Error Vector Magnitude (EVM)
    – RX: Packet Error Rate (PER)
  • Realization of test specification for Bluetooth Non-Signaling tests like
    – TX: Output Power (TXP), LO Leakage, Adjacent Channel Power (ACP), Modulation Accuracy, IFCT, Carrier Drift
    – RX: Packet Error Rate (PER), Sensitivity
  • Umsetzung der Testspezifikation für GNSS Signaling (Single-/Multiple Satellite Signals) oder Non-Signaling HF Tests mit Sensitivity und Signal-to-Noise Ratio (SNR) Messungen

Zusammenfassung

Das gesamte Testsystem zeigt sehr gute Testergebnisse und eine deutlich kürzere Testzeit im Vergleich zu den bisher verwendeten Ansätzen wie Signaling-Tests oder sequentiellen HF-Tests basierend auf HF-Instrumenten für einzelne Prüflinge.Durch die Auswahl von NOFFZ als Systemintegrator konnte die Entwicklungszeit aufgrund der Erfahrung, die NOFFZ bei parallelen HF-Tests an mehreren Prüflingen hat sowie aufgrund bestehender Bibliotheken zur Prüflingsansteuerung verschiedener HF-Chipsätze verringert werden.
Die Auswahl von NOFFZ und NI war der Schlüssel zum Erfolg des Projekts. Die enge Partnerschaft zwischen den beiden Unternehmen sowie die lokale HF-Test-Expertise beider Unternehmen erlaubt es ein flexibles Prüfsystem aufzubauen und schnell zum Einsatz zu bringen.