RF 하드웨어용 자기 교정

교정에서 확인은 디바이스가 공인된 스펙 내에서 작동하는지 확인하는 과정입니다. 일반적으로 측정 연구소가 교정용 디바이스를 받을 때 먼저 교정이 확인되고 측정값이 기록됩니다. 이러한 측정값을 “조정전 상태” 측정값이라고 합니다. 이러한 결과에 따라 디바이스가 조정이 필요한 경우, 조정이 한 번 수행되고 다른 확인이 이루어집니다. 이러한 포스트 조정 데이터 포인트는 “조정후 상태” 측정이라고 합니다.

조정은 더 정확한 성능을 위해 디바이스 메모리에서 모듈의 교정 상수가 업데이트되는 과정입니다. 교정이라는 용어는 조정이 수행될 것이라고 가정하는 경우가 많지만, 항상 그렇지는 않습니다. 이러한 경우, “조정전 상태” 데이터는 “조정후 상태” 데이터와 같습니다.

그림 1. 현재 상태 및 조정전 상태 교정 데이터 흐름도

디바이스의 정확도는 자연스럽게 보드 레벨 구성요소의 불가피한 편차로 인해 일반적인 사용 시 시간이 지남에 따라 저하됩니다. 교정이 필요한 디바이스에는 일반적으로 권장 교정 간격이 있습니다. 교정 간격은 모듈의 구성요소와 시간이 지남에 따라 정확도가 어떻게 변하는지에 따라 제조업체의 권장 사항입니다. 일부 어플리케이션에서는 측정 허용오차 요구사항이 더 엄격하기 때문에 교정 간격이 더 짧아질 수 있습니다. 교정 간격이 더 짧을 필요가 있는지 고객이 판단합니다.

시간에 따라 온도 변화는 디바이스의 정확도에 또 다른 중요한 역할을 합니다.  따라서 외부 교정과 조정은 모듈의 내장 메모리에 기록되고 저장되는 특정 온도에서 수행됩니다. 외부 교정 온도와 실제 작동 온도의 차이를 조절하는 방법이 필요합니다. 모듈에 따라 자기 교정은 외부 교정이 적용되지 않는 이미지 제거와 같은 동작을 개선할 수 있습니다.

자기 교정은 외부 교정보다 훨씬 짧은 과정입니다. 또한 언제든지 수행할 수 있습니다. 따라서, 자기 교정은 NI RF Instruments의 문제를 해결하기 위한 좋은 단계입니다. 측정값이 올바르지 않거나 예상치 못한 것처럼 보이는 경우, 약간의 노력으로 자기 교정을 수행할 수 있습니다. 자기 교정은 구성요소 또는 문제 영역을 명시적으로 가리키지 않지만, 자기 교정을 수행하면 디바이스가 최대한 정확해지도록 합니다. 이는 예상치 못한 가상 성능 또는 측정 부정확성과 같은 문제를 해결하는데 유용합니다.

위에서 언급한 바와 같이, 외부 교정은 모듈의 성능을 알려진 참조를 기준으로 확인하는 과정입니다. 교정 상수와 최신 외부 교정의 날짜, 시간, 온도는 모듈의 온보드 메모리에 저장됩니다. 일부 측정 실험실에서는 어플리케이션이나 업계에서 교정 기준을 준수해야 하는 경우 추적 가능성과 인증이 있는 외부 교정을 제공하는 성능 향상뿐만 아니라, NI의 교정 서비스에 대한 더 자세한 정보 또는 NI 모듈의 교정 인증서를 얻으려면 아래 링크를 참조하십시오. 모듈의 권장 외부 교정 간격을 확인하려면 해당 모듈의 스펙 문서를 참조하십시오.

NI 교정 서비스
NI 인스트루먼트 인증 생성기

외부 교정과 달리, 자기 교정은 더 자주 수행되며 정확한 내장 참조를 사용하여 보드 레벨 온도 변화를 보정합니다. 각 자기 교정에서는 자기 교정을 위해 내장 메모리에 교정 값이 저장되지만 외부 교정 데이터는 그대로 유지됩니다.

NI 벡터 신호 분석기 및 벡터 신호 생성기의 자기 교정

NI 벡터 신호 분석기 및 생성기로 자기 교정을 수행하는 가장 쉬운 방법은 그림 2와 같이 디바이스의 Soft Front Panel(RFSA 또는 RFSG Soft Front Panel)을 사용하는 것입니다. 자동 교정 버튼은 디바이스/시스템 >> 교정 으로 이동하여 소프트 프런트패널 모두에서 찾을 수 있습니다. PXIe-5644R/5645R/5646R의 경우, Soft Front Panels의 Self Calibration 버튼은 부분적인 자기 교정을 수행합니다. 이 문서의 후반부에서 부분 교정에 대해 더 자세히 설명할 수 있습니다.

그림 2. NI-RFSA Soft Front Panel을 통한 자기 교정

또한 벡터 신호 분석기 및 벡터 신호 생성기(PXIe-5644R/5645R/5646R 제외)의 경우, niRFSA 자체 교정 VI 또는 niRFSG 자체 교정 VI를 사용하여 각각 NI-RFSA 및 NI-RFSG LabVIEW API를 통해 자기 교정을 수행할 수 있습니다. 이것은 또한 niRFSA_SelfCalibrate 및 niRFSG_SelfCalibrate 함수를 사용하여 C에서 수행할 수 있습니다.

참고: 대부분의 LabVIEW 교정 함수는 C에서 사용할 수 있습니다. 아래의 관련 링크 섹션에서 C 함수 참조에 대한 링크가 있습니다.

그림 3. niRFSA 자기 교정 VI를 사용하여 자기 교정을 수행합니다.

PXIe-5668R 또는 PXIe-5673E와 같은 여러 모듈 분석기 및 생성기의 경우, NI Measurement and Automation Explorer (NI MAX)에서 모듈 특정의 자기 교정을 수행할 수 있습니다. 드라이버를 통해 모듈 특정의 자기 교정을 수행할 수도 있지만, 시스템의 전체 자기 교정이 필요할 수도 있습니다. niRFSA Is Self Cal Valid VI를 사용하여 디바이스에 유효한 자기 교정 데이터가 있는지 확인할 수 있습니다. 또한 niRFSA 자기 교정 VI의 단계 입력에 직접 제공할 수 있는 유효한 단계의 배열을 반환합니다. 단계를 생략하는 것은 다음 섹션에서 다룹니다.

그림 4. niRFSA Is Self Cal Valid VI는 자기 교정이 필요한지 확인하는 데 사용됩니다.

벡터 신호 분석기에서 자기 교정 단계 생략하기

단계를 생략하면 디바이스의 특정 서브시스템을 타겟으로 하여 자기 교정 시간을 줄일 수 있습니다. 각 벡터 신호 분석기 디바이스는 자기 교정 중에 수행하는 단계에 따라 다릅니다. 각 모듈의 특정 단계 목록은 NI-RFSA 도움말 문서의 디바이스별 섹션에서 찾을 수 있습니다. 예를 들어, PXIe-5668R은 다음 파라미터를 자기 교정합니다.

• 프리셀렉터 정렬
• IF 평탄도
• 게인 참조
• LO 자기 교정

niRFSA 자기 교정 VI는 단계를 생략하기 위한 배열 입력을 제공합니다. 위에서 언급한 바와 같이, 모든 단계 옵션이 모든 분석기에 적용되는 것은 아닙니다. 생략하도록 지정한 단계 중 분석기가 지원하지 않는 경우, 드라이버는 에러를 반환합니다.

그림 5. RFSA 자기 교정 프로세스의 단계 생략

단계를 생략하면 자기 교정 데이터가 무효화되어 관련 스펙이 보장되지 않는다는 점에 주의해야 합니다. 반대로, 유효한 단계를 생략해도 스펙은 무효화되지 않습니다.

NI 벡터 신호 트랜시버의 자기 교정

벡터 신호 트랜시버(VST)는 NI-RFSA Soft Front Panel 및 NI-RFSG Soft Front Panel을 사용하여 자기 교정할 수 있습니다. 또한, VST Instrument Design Libraries (IDL) API에서 niVST Self Calibrate VI를 사용할 수 있습니다.

설명된 옵션 외에도 NI-RFSA, NI-RFSG 및 VST IDL 드라이버 설치에 NI PXIe-5644R/5645R/5646R 디바이스를 교정하는데 사용할 수 있는 특정 유틸리티가 포함되어 있습니다. Windows에서 시작≫모든 프로그램≫National Instruments≫벡터 신호 트랜시버≫VST 자기 교정을 선택하여 이 유틸리티를 찾을 수 있습니다.

부분 자기 교정 범위

또한 NI 벡터 신호 트랜시버는 부분적인 자기 교정을 수행할 수 있는 기능을 갖추고 있습니다. 부분적인 자기 교정을 사용하면 어플리케이션에 필요한 필수 주파수와 참조 레벨 범위에서만 자기 교정을 수행할 수 있습니다. 또한 어플리케이션에 필요한 단계를 생략하여 어떤 타입의 수정을 적용할지 선택할 수 있습니다. 이렇게 하면 사용자는 특정 어플리케이션에 맞게 자기 교정을 조정할 수 있습니다.  부분적인 자기 교정의 데이터는 일반적인 자기 교정을 위해 VST의 FLASH 메모리에 저장되지 않습니다. 그 대신 커널 디바이스 메모리에 저장되므로 재부팅 시 이 데이터가 손실됩니다.

부분적인 자기 교정은 전체적인 자기 교정의 시간의 일부를 차지합니다. 이렇게 하면 부분 자기 교정과 측정 사이의 시간과 온도 편차가 최소화되어 측정 정확도가 향상됩니다.
부분 자기 교정을 수행하는 방법에는 두 가지가 있습니다. VST에는 분석기와 생성기가 모두 있기 때문에, niRFSA RF In Self-Calibrate Range VI와 niRFSG RF Out Self-Calibrate Range VI를 사용하여 각각 부분적으로 자기 교정을 수행할 수 있습니다. 또는, open FPGA 샘플 프로젝트에서 작업할 때 niVST RF In Self Calibrate Range VI와 niVST RF Out Self Calibrate Range VI를 사용할 수 있습니다.

참고: 또한 앞에서 설명한 부분 교정의 일부로 단계를 생략할 수도 있습니다.

주요 개념:

• 자기 교정은 컴포넌트 오차 시간과 온도 변화로 인한 부정확성을 보정하며 일부 분석기 및 생성기 스펙을 충족시키기 위해 필요합니다. 또한 모듈에 따라 외부 교정이 제공하지 않는 이미지 제거 및 기타 수정을 제공합니다.
  • 적절한 디바이스의 Soft Front Panel 또는 지원되는 드라이버 API를 통해 수행할 수 있습니다. PXIe-5644R/5645R/5646R의 경우, 자기 교정 유틸리티를 사용할 수도 있습니다.
• 자기 교정은 디바이스에 따라 다양한 단계로 수행됩니다.
  • 일부 NI 벡터 신호 분석기에서는 필요한 경우 자기 교정을 빨리 하기 위해 단계를 생략할 수 있습니다.
  • niRFSA 자기 교정 유효함 VI는 유효한 자기 교정 데이터를 포함하는 단계 배열을 반환하며, 이를 niRFSA 자기 교정 VI의 단계 입력에서 생략할 수 있습니다.
• PXIe-5644R/5645R/5646R의 경우, 보다 작은 주파수와 참조 레벨 범위에서 부분적인 자기 교정을 수행할 수 있습니다. 이렇게 하면 사용자는 현재 어플리케이션에 특정한 더 작은 주파수 범위와 참조 레벨을 선택하여 자기 교정 시간을 줄일 수 있습니다.
• 자기 교정은 NI RF 인스트루먼트에 유용한 문제 해결 리소스이며 예상치 못한 측정을 진단할 때 첫 번째 단계여야 합니다.

이 문서에서 설명한 바와 같이, 자기 교정은 NI 벡터 신호 분석기, 생성기, 트랜시버를 사용하여 정확한 측정을 수행하는데 필요한 유용한 도구입니다. 더 자세한 정보는 아래의 관련 링크 섹션을 참조하고 기술 지원을 위해 customerservice@ni.com에서 NI 기술 지원부에 문의하십시오.

• • NI RF 벡터 신호 분석기 (NI-RFSA) 도움말: LabVIEW 교정 함수 참조
  • NI RF 벡터 신호 분석기 (NI-RFSA) 도움말: C 교정 함수 참조
  • NI RF 벡터 신호 분석기 (NI-RFSA) 도움말: NI 5668R 자기 교정