數(shù)字電路測量儀器向微波化發(fā)展
 

從儀器本身的硬件指標(biāo)來看，其精度和靈敏度越來越高，動(dòng)態(tài)范圍越來越大?；仡櫆y量儀器的發(fā)展歷史，以往的測量儀器主要應(yīng)用于航空、航天和國防領(lǐng)域，人們關(guān)注的重點(diǎn)是高性能。自20世紀(jì)90年代初期以來，儀器的應(yīng)用越來越針對商用市場。

 電子技術(shù)的不斷發(fā)展，速率、帶寬的持續(xù)提高，各種無線通信應(yīng)用的日益普及，這對電子測量儀器的要求越來越高。

   　　儀器性能持續(xù)發(fā)展 

 　　首先，從儀器本身的硬件指標(biāo)來看，其精度和靈敏度越來越高，動(dòng)態(tài)范圍越來越大。以目前安捷倫公司的產(chǎn)品為例，高性能的頻譜分析儀PSA靈敏度達(dá)-169dBm，幅度精度達(dá)0.23dB；高性能的網(wǎng)絡(luò)分析儀PNA動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)43dB，這樣的指標(biāo)實(shí)際上已接近極限值。 

   　　其次，就儀器的功能和測量能力而言，集多功能于一身的儀器越來越多。在數(shù)字電路測試領(lǐng)域，安捷倫推出的混合信號(hào)示波器就是其中的一個(gè)典型實(shí)例。該系列儀器將示波器和邏輯分析儀的功能相結(jié)合，使用戶既可用它進(jìn)行數(shù)字電路的邏輯分析、時(shí)序檢測，又可在發(fā)現(xiàn)問題后方便地將儀器轉(zhuǎn)換成2通道至4通道的示波器，對波形進(jìn)行

   觀測，完成對模擬信號(hào)的測試；E5515C無線通信綜測儀集信號(hào)源、頻譜分析、信令分析、基帶信號(hào)分析等多種測試功能于一體，用于GSM、CDMA等各種制式的手機(jī)研發(fā)及生產(chǎn)測試；矢量信號(hào)分析儀VSA與89601A矢量信號(hào)分析軟件及高性能的示波器相結(jié)合，可以對高達(dá)6GHz帶寬的信號(hào)進(jìn)行分析。 

   　　再者，數(shù)字電路測量儀器向微波化發(fā)展。隨著CPU及數(shù)據(jù)傳輸速率的不斷提高，數(shù)字電路的測試范疇早已從基帶、低頻跨入射頻、微波領(lǐng)域直至光波領(lǐng)域，越來越多的微波及光波技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字電路測量。安捷倫近期推出了高達(dá)13GHz的示波器，基于微波網(wǎng)絡(luò)分析儀的物理層分析系統(tǒng)(PLTS)已逐漸成為從事高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)與研發(fā)工作的*測量工具。 

   　　儀器與計(jì)算機(jī)技術(shù)趨于融合 

   　　回顧測量儀器的發(fā)展歷史，以往的測量儀器主要應(yīng)用于航空、航天和國防領(lǐng)域，人們關(guān)注的重點(diǎn)是高性能。自20世紀(jì)90年代初期以來，儀器的應(yīng)用越來越針對商用市場。 

  　　如何針對商用市場的需求，降低儀器價(jià)格成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。在電腦日益普及的今天，利用成熟的計(jì)算機(jī)技術(shù)，強(qiáng)調(diào)儀器與電腦的結(jié)合，以此降低儀器成本、縮短研發(fā)周期已成為趨勢。在儀器的結(jié)構(gòu)方面，Win的概念被廣為采用，即Windows的界面加上In的CPU作為儀器的核心，這樣儀器的性能可以隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而不斷 

    快速提高。 

   　　采用Windows界面，使儀器使用者可以像在普通電腦上那樣用鼠標(biāo)進(jìn)行控制，還可以方便地借助Windows Office的各種軟件對測量結(jié)果進(jìn)行分析、存檔。例如將示波器上的波形調(diào)入Word中，或用Excel對測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理。 

   　　利用像Windows那樣的Help菜單，很容易將原來*的厚厚的說明書變成隨機(jī)的文件，供使用者方便地查詢。同時(shí)，手冊的漢化也變得簡單易行。 

  　　隨著USB、LAN等接口的廣為采用，儀器將可以方便地與外設(shè)及互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)，儀器的軟件升級(jí)可以從網(wǎng)上直接下載完成。 

   　　軟硬件技術(shù)有機(jī)結(jié)合 

   　　計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及仿真的不斷普及，使得儀器硬件與軟件的融合漸成趨勢。以無線通信的迅速發(fā)展為例，新的體制、標(biāo)準(zhǔn)不斷推出。 

  在研發(fā)方面，*通過硬件完成研發(fā)工作并不斷跟蹤標(biāo)準(zhǔn)的變化變得越來越困難。借助軟件，通過計(jì)算機(jī)的仿真軟件及其數(shù)據(jù)庫生成相應(yīng)的信號(hào)數(shù)據(jù)，可將數(shù)據(jù)送入硬件信號(hào)發(fā)生器，經(jīng)調(diào)制而產(chǎn)生射頻信號(hào)，再將其送入矢量信號(hào)分析儀進(jìn)行分析。通過調(diào)整軟件中的響應(yīng)參數(shù)，可以在硬件的分析儀上觀察其影響及相應(yīng)的變化。與此同時(shí)，硬件產(chǎn)生的真實(shí)信號(hào)，又可送入軟件作為建模的依據(jù)，完成建模(如圖所示)。 軟硬件的有機(jī)結(jié)合可以簡化研發(fā)的過程，加快產(chǎn)品上市的速度，縮短研發(fā)周期，降低成本。 

   　　綜上所述，伴隨著技術(shù)的日益進(jìn)步，儀器、儀表的性能在持續(xù)不斷地提高。儀器與計(jì)算機(jī)技術(shù)的融合、軟件與硬件技術(shù)的融合已成為測試儀表發(fā)展的主要趨勢