現代電子測量?jì)x器的發(fā)展趨勢

　　現代電子測量?jì)x器的發(fā)展趨勢

　　儀器性能更加優(yōu)異

　　儀器的性能更加優(yōu)異，測量功能更加強大，儀器的測量精度，測試靈敏度，測量的動(dòng)態(tài)范圍等都達到了前所未有的高度。例如，Agilent公司的PSA頻譜分析儀的測量靈敏度高達—169dBm(接近物理界熱噪聲—174dBm)，PNA網(wǎng)絡(luò )分析儀的動(dòng)態(tài)范圍高達143dB，Agilent83453A高分辨率分光計分辨帶寬=0.0001nm(亞皮米)(突破皮米分辨帶寬的壁壘)，Agilent86107A精密時(shí)基參考模塊，對小于100ns的時(shí)延，抖動(dòng)為1.7psRMS(突破皮秒抖動(dòng)瓶頸)，DSO80000系列的示波器，其單一A/D芯片具有20GSa/s實(shí)時(shí)高采樣率，使之成為世界上采樣率最快的示波器(40GSa/s實(shí)時(shí)采樣率，13GHz帶寬)。另外，更多強大的測量功能被賦予單臺儀表中，如Agilent公司的8960系列無(wú)線(xiàn)綜合測試儀(集移動(dòng)手機和基站的射頻測試與協(xié)議測試于一身);ESG/PSG矢量信號源可以靈活產(chǎn)生包括連續波/調幅/調頻/調相/脈沖調制，全制式通信協(xié)議(GSM/EDGE/WCDMA/TD2SCDMA/CDMAOne/CDMA2000/CDMA20001X2EV/藍牙/WLAN/PHS/PDC/NADC/DECT/TETRA等)，任意波形及用于今后的其他信號;MSO混合信號示波器(2/4個(gè)模擬測量通道 16個(gè)邏輯分析通道)使單臺儀器同時(shí)具備示波器和邏輯分析儀的功能;Infiniium示波器內裝VSA矢量信號分析軟件后也成為世界上測量分析帶寬最寬的矢量信號分析儀。

　　儀器與計算機融為一體

　　儀器和計算機技術(shù)的前所未有的融合。首先，越來(lái)越多的儀器選用以Windows軟件和Intel芯片為平臺，采用WindowsGUI和基于軍用標準的軟件，用Windows軟件代替儀器內部操作軟件，并易于與MS辦公室應用軟件連接，充分發(fā)揮其效能，如Agilent公司的儀器可用Word語(yǔ)言捕獲屏幕圖像，用Excel語(yǔ)言繪制的波形數據，用Excel語(yǔ)言捕獲測量數據，易于自由地從互聯(lián)網(wǎng)下載和升級最新的軟件版本，利用WindowsHelp提高了儀器操作學(xué)習的方便性;同時(shí)，觸摸屏被廣泛利用，話(huà)音控制可解決雙手同時(shí)被占用時(shí)操作儀器的問(wèn)題，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )控制儀器操作，并用基于MSWindows和MSVisualStudio實(shí)現測試自動(dòng)化;另外，儀器內部的VBA軟件可有效地幫助實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程中的測試自動(dòng)化

　　其次，由于計算機技術(shù)被大量應用到儀器之中，使得儀器具備了更加先進(jìn)的連通性，如Agilent公司的儀器大都具備采用了USB接口，LAN接口，GPIB接口。同時(shí)，也安裝了標準光標指示器(鼠標、跟蹤球、觸摸鍵、操縱桿等)和其他部件(鍵盤(pán)、CDRW驅動(dòng)器、直接連結打印機的并行接口，用于外部監視器的VGA輸出，內部硬盤(pán)驅動(dòng)器等)。特別值得一提的是，在軍工等特殊行業(yè)，測試數據的安全性和保密性要求格外重要，為此，Agilent公司在儀器上設計了可卸出的硬盤(pán)(如PNA矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀和Infiniium示波器)，使工作人員在實(shí)驗室完成測試任務(wù)后，卸出硬盤(pán)，單獨運輸儀器至測試現場(chǎng)(如戰地)，再由操作人員取出隨身攜帶的硬盤(pán)裝入儀器，再進(jìn)行現場(chǎng)測量，從而保證了數據的安全性和保密性。

　　測試及仿真軟件在儀器中廣泛應用

　　隨著(zhù)計算機的運算速度和處理數據能力的不斷增加，及計算機仿真技術(shù)的廣泛應用，儀器的硬件和測試軟件及仿真軟件的結合越來(lái)越緊密。首先，硬件的模塊化設計，使得通過(guò)不同的硬件模塊組合配以不同的軟件，從而形成不同功能的儀器和不同的測試解決方案，如Agilent公司的DAC-J寬帶示波器86100C，通過(guò)插入不同的模塊并配以不同軟件，該儀器可成為抖動(dòng)分析儀，寬帶示波器，數字通信分析儀，時(shí)域反射分析儀;此外，VXI結構的測試儀器更加充分地解釋了模塊化結構儀器的靈活配置和應用。

　　其次，軟件無(wú)線(xiàn)電的概念已有了全新的解釋和現實(shí)的應用，Agilent公司的89601A矢量分析軟件是實(shí)現這一理念的最好例證，它利用計算機強大的數學(xué)運算和數據處理能力將大量的數字信號處理功能和數據分析功能充分展現在計算機軟件之中，通過(guò)與不同的數據采集前端(如VXI結構的矢量信號分析儀，頻譜分析儀，Infiniium數字示波器)相結合，組合出不同功能的矢量信號分析儀。

　　同時(shí)，其捕獲的信號和數據分析的結果可以作為EDA仿真軟件(如Agilent公司的ADS高級設計仿真軟件)的數據輸入來(lái)源，用于驅動(dòng)ADS高級設計仿真軟件進(jìn)行部件及系統級仿真;并且，ADS高級設計仿真軟件的仿真結果可送入Agilent公司的ESG/PSG矢量信號源產(chǎn)生出信號通過(guò)VSA矢量信號分析儀的捕獲和分析，反過(guò)來(lái)可進(jìn)行產(chǎn)品設計與真實(shí)產(chǎn)品之間的數據驗證，即實(shí)現設計、仿真、測量和驗證的有機結合。以AgilentADS高級設計仿真軟件為代表的EDA軟件，通過(guò)與Agilent公司測試儀器(包括:頻譜分析儀，網(wǎng)絡(luò )分析儀，信號源，示波器，邏輯分析儀等)的動(dòng)態(tài)鏈接，從而實(shí)現了測量域與仿真域的有機結合，在設計、仿真和驗證之間架起了橋梁，從而加速設計，提高設計質(zhì)量，完善系統及部件的半實(shí)物仿真手段，達到迅速拓展滿(mǎn)足需要的測量解決方案的目的。

　　自動(dòng)測試系統的發(fā)展歷史和現狀

　　隨著(zhù)測量?jì)x器功能的不斷提高和完善，與其相關(guān)的自動(dòng)測試系統(特別是軍用ATS測試系統)的組建與發(fā)展也經(jīng)歷了從臺式儀器ATS系統到卡式儀器ATS系統，從卡式儀器ATS系統到卡式儀器與臺式儀器混合的ATS系統的發(fā)展過(guò)程。到目前為止，VXI結構的儀器(主要對于大通道數的數字信號測量)與GPIB標準的臺式儀器(主要對于性能要求嚴格的射頻/微波信號測量)相結合組建ATS測試系統已成為軍用ATS測試系統普遍遵從的主流原則和典范。這與以美國為代表的軍工用戶(hù)在90年代提倡的采用COTS(CommercialOff-the-Shelf)流行商用儀器來(lái)構建軍用ATS測試系統有很大關(guān)系，它可以極大地降低整個(gè)測試系統的組建、開(kāi)發(fā)、維護、替換和升級的成本。

　　但是，由于軍工行業(yè)系統研制周期和認證周期相對較長(cháng)，系統維護和需要支持的周期通常在10年至20年，而民用科技的發(fā)展日新月異，流行商用儀器的更新速度越來(lái)越快，一些COTS產(chǎn)品在軍工行業(yè)被大規模全面使用之前就已廢型和停產(chǎn)，對于已定型的測試系統的維護和支持成為軍工客戶(hù)面臨的最大問(wèn)題，特別是那些基于特定硬件而開(kāi)發(fā)的測試軟件(TPS)的維護、支持和更新更是面臨巨大的挑戰。這一點(diǎn)在中國的客戶(hù)群中也遇到了同樣的問(wèn)題。如何實(shí)現硬件的可互換性和軟件的可互操作性成為保證整個(gè)系統生命力和生命周期的關(guān)鍵。與此同時(shí)，軍用ATS測試系統還要滿(mǎn)足其可靠性、機動(dòng)性和靈活性的要求，并盡可能地降低開(kāi)發(fā)、維護的成本，節省人力資源，改進(jìn)硬件的現場(chǎng)替換效率和維修中心替換效率，改進(jìn)武器系統快速應對地區乃至全球支持的戰略要求。