從儀器本身的硬件指標來(lái)看,其精度和靈敏度越來(lái)越高,動(dòng)態(tài)范圍越來(lái)越大?;仡櫆y量?jì)x器的發(fā)展歷史,以往的測量?jì)x器主要應用于航空、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90年代初期以來(lái),儀器的應用越來(lái)越針對商用市場(chǎng)。
電子技術(shù)的不斷發(fā)展,速率、帶寬的持續提高,各種無(wú)線(xiàn)通信應用的日益普及,這對電子測量?jì)x器的要求越來(lái)越高。
儀器性能持續發(fā)展
首先,從儀器本身的硬件指標來(lái)看,其精度和靈敏度越來(lái)越高,動(dòng)態(tài)范圍越來(lái)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-169dBm,幅度精度達0.23dB;高性能的網(wǎng)絡(luò )分析儀PNA動(dòng)態(tài)范圍可達43dB,這樣的指標實(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(lái)越多。在數字電路測試領(lǐng)域,安捷倫率先推出的混合信號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合,使用戶(hù)既可用它進(jìn)行數字電路的邏輯分析、時(shí)序檢測,又可在發(fā)現問(wèn)題后方便地將儀器轉換成2通道至4通道的示波器,對波形進(jìn)行
觀(guān)測,完成對模擬信號的測試;E5515C無(wú)線(xiàn)通信綜測儀集信號源、頻譜分析、信令分析、基帶信號分析等多種測試功能于一體,用于GSM、CDMA等各種制式的手機研發(fā)及生產(chǎn)測試;矢量信號分析儀VSA與89601A矢量信號分析軟件及高性能的示波器相結合,可以對高達6GHz帶寬的信號進(jìn)行分析。
再者,數字電路測量?jì)x器向微波化發(fā)展。隨著(zhù)CPU及數據傳輸速率的不斷提高,數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(lái)越多的微波及光波技術(shù)應用于數字電路測量。安捷倫近期推出了高達13GHz的示波器,基于微波網(wǎng)絡(luò )分析儀的物理層分析系統(PLTS)已逐漸成為從事高速數字電路設計與研發(fā)工作的必備測量工具。
儀器與計算機技術(shù)趨于融合
回顧測量?jì)x器的發(fā)展歷史,以往的測量?jì)x器主要應用于航空、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90年代初期以來(lái),儀器的應用越來(lái)越針對商用市場(chǎng)。
如何針對商用市場(chǎng)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,利用成熟的計算機技術(shù),強調儀器與電腦的結合,以此降低儀器成本、縮短研發(fā)周期已成為趨勢。在儀器的結構方面,Wintel的概念被廣為采用,即Windows的界面加上Intel的CPU作為儀器的核心,這樣儀器的性能可以隨著(zhù)計算機技術(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進(jìn)行控制,還可以方便地借助Windows Office的各種軟件對測量結果進(jìn)行分析、存檔。例如將示波器上的波形調入Word中,或用Excel對測量的數據進(jìn)行后處理。
利用像Windows那樣的Help菜單,很容易將原來(lái)必備的厚厚的說(shuō)明書(shū)變成隨機的文件,供使用者方便地查詢(xún)。同時(shí),手冊的漢化也變得簡(jiǎn)單易行。
隨著(zhù)USB、LAN等接口的廣為采用,儀器將可以方便地與外設及互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián),儀器的軟件升級可以從網(wǎng)上直接下載完成。
軟硬件技術(shù)有機結合
計算機輔助設計及仿真的不斷普及,使得儀器硬件與軟件的融合漸成趨勢。以無(wú)線(xiàn)通信的迅速發(fā)展為例,新的體制、標準不斷推出。
在研發(fā)方面,完全通過(guò)硬件完成研發(fā)工作并不斷跟蹤標準的變化變得越來(lái)越困難。借助軟件,通過(guò)計算機的仿真軟件及其數據庫生成相應的信號數據,可將數據送入硬件信號發(fā)生器,經(jīng)調制而產(chǎn)生射頻信號,再將其送入矢量信號分析儀進(jìn)行分析。通過(guò)調整軟件中的響應參數,可以在硬件的分析儀上觀(guān)察其影響及相應的變化。與此同時(shí),硬件產(chǎn)生的真實(shí)信號,又可送入軟件作為建模的依據,完成建模(如圖所示)。 軟硬件的有機結合可以簡(jiǎn)化研發(fā)的過(guò)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(zhù)技術(shù)的日益進(jìn)步,儀器、儀表的性能在持續不斷地提高。儀器與計算機技術(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