數字電路測量儀器向微波化發展

數字電路測量儀器向微波化發展
 

從儀器本身的硬件指標來看，其精度和靈敏度越來越高，動態范圍越來越大?；仡櫆y量儀器的發展歷史，以往的測量儀器主要應用于航空、航天和國防領域，人們關注的重點是高性能。自20世紀90年代初期以來，儀器的應用越來越針對商用市場。

 電子技術的不斷發展，速率、帶寬的持續提高，各種無線通信應用的日益普及，這對電子測量儀器的要求越來越高。

   　　儀器性能持續發展 

 　　首先，從儀器本身的硬件指標來看，其精度和靈敏度越來越高，動態范圍越來越大。以目前安捷倫公司的產品為例，高性能的頻譜分析儀PSA靈敏度達-169dBm，幅度精度達0.23dB；高性能的網絡分析儀PNA動態范圍可達43dB，這樣的指標實際上已接近極限值。 

   　　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。在數字電路測試領域，安捷倫推出的混合信號示波器就是其中的一個典型實例。該系列儀器將示波器和邏輯分析儀的功能相結合，使用戶既可用它進行數字電路的邏輯分析、時序檢測，又可在發現問題后方便地將儀器轉換成2通道至4通道的示波器，對波形進行

   觀測，完成對模擬信號的測試；E5515C無線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及生產測試；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帶寬的信號進行分析。 

   　　再者，數字電路測量儀器向微波化發展。隨著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、微波領域直至光波領域，越來越多的微波及光波技術應用于數字電路測量。安捷倫近期推出了高達13GHz的示波器，基于微波網絡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工作的*測量工具。 

   　　儀器與計算機技術趨于融合 

   　　回顧測量儀器的發展歷史，以往的測量儀器主要應用于航空、航天和國防領域，人們關注的重點是高性能。自20世紀90年代初期以來，儀器的應用越來越針對商用市場。 

  　　如何針對商用市場的需求，降低儀器價格成為業界關注的焦點。在電腦日益普及的今天，利用成熟的計算機技術，強調儀器與電腦的結合，以此降低儀器成本、縮短研發周期已成為趨勢。在儀器的結構方面，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算機技術的發展而不斷 

    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行控制，還可以方便地借助Windows Office的各種軟件對測量結果進行分析、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的文件，供使用者方便地查詢。同時，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及互聯網相聯，儀器的軟件升級可以從網上直接下載完成。 

   　　軟硬件技術有機結合 

   　　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。以無線通信的迅速發展為例，新的體制、標準不斷推出。 

  在研發方面，*通過硬件完成研發工作并不斷跟蹤標準的變化變得越來越困難。借助軟件，通過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生器，經調制而產生射頻信號，再將其送入矢量信號分析儀進行分析。通過調整軟件中的響應參數，可以在硬件的分析儀上觀察其影響及相應的變化。與此同時，硬件產生的真實信號，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化研發的過程，加快產品上市的速度，縮短研發周期，降低成本。 

   　　綜上所述，伴隨著技術的日益進步，儀器、儀表的性能在持續不斷地提高。儀器與計算機技術的融合、軟件與硬件技術的融合已成為測試儀表發展的主要趨勢