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数字电路测量仪器向微波化发展

2008-10-27

数字电路测量仪器向微波化发展
 

从仪器本身的硬件指标来看,其精度和灵敏度越来越高,动态范围越来越大。回顾测量仪器的发展历史,以往的测量仪器主要应用于航空、航天和国防领域,人们关注的重点是高性能。自20世纪90年代初期以来,仪器的应用越来越针对商用市场。

 电子技术的不断发展,速率、带宽的持续提高,各种无线通信应用的日益普及,这对电子测量仪器的要求越来越高。

     仪器性能持续发展 

   首先,从仪器本身的硬件指标来看,其精度和灵敏度越来越高,动态范围越来越大。以目前安捷伦公司的产品为例,高性能的频谱分析仪PSA灵敏度达-169dBm,幅度精度达0.23dB;高性能的网络分析仪PNA动态范围可达43dB,这样的指标实际上已接近极限值。 

     其次,就仪器的功能和测量能力而言,集多功能于一身的仪器越来越多。在数字电路测试领域,安捷伦推出的混合信号示波器就是其中的一个典型实例。该系列仪器将示波器和逻辑分析仪的功能相结合,使用户既可用它进行数字电路的逻辑分析、时序检测,又可在发现问题后方便地将仪器转换成2通道至4通道的示波器,对波形进行

   观测,完成对模拟信号的测试;E5515C无线通信综测仪集信号源、频谱分析、信令分析、基带信号分析等多种测试功能于一体,用于GSM、CDMA等各种制式的手机研发及生产测试;矢量信号分析仪VSA与89601A矢量信号分析软件及高性能的示波器相结合,可以对高达6GHz带宽的信号进行分析。 

     再者,数字电路测量仪器向微波化发展。随着CPU及数据传输速率的不断提高,数字电路的测试范畴早已从基带、低频跨入射频、微波领域直至光波领域,越来越多的微波及光波技术应用于数字电路测量。安捷伦近期推出了高达13GHz的示波器,基于微波网络分析仪的物理层分析系统(PLTS)已逐渐成为从事高速数字电路设计与研发工作的必备测量工具。 

     仪器与计算机技术趋于融合 

     回顾测量仪器的发展历史,以往的测量仪器主要应用于航空、航天和国防领域,人们关注的重点是高性能。自20世纪90年代初期以来,仪器的应用越来越针对商用市场。 

    如何针对商用市场的需求,降低仪器价格成为业界关注的焦点。在电脑日益普及的今天,利用成熟的计算机技术,强调仪器与电脑的结合,以此降低仪器成本、缩短研发周期已成为趋势。在仪器的结构方面,Win的概念被广为采用,即Windows的界面加上In的CPU作为仪器的核心,这样仪器的性能可以随着计算机技术的发展而不断 

    快速提高。 

     采用Windows界面,使仪器使用者可以像在普通电脑上那样用鼠标进行控制,还可以方便地借助Windows Office的各种软件对测量结果进行分析、存档。例如将示波器上的波形调入Word中,或用Excel对测量的数据进行后处理。 

     利用像Windows那样的Help菜单,很容易将原来必备的厚厚的说明书变成随机的文件,供使用者方便地查询。同时,手册的汉化也变得简单易行。 

    随着USB、LAN等接口的广为采用,仪器将可以方便地与外设及互联网相联,仪器的软件升级可以从网上直接下载完成。 

     软硬件技术有机结合 

     计算机辅助设计及仿真的不断普及,使得仪器硬件与软件的融合渐成趋势。以无线通信的迅速发展为例,新的体制、标准不断推出。 

  在研发方面,完全通过硬件完成研发工作并不断跟踪标准的变化变得越来越困难。借助软件,通过计算机的仿真软件及其数据库生成相应的信号数据,可将数据送入硬件信号发生器,经调制而产生射频信号,再将其送入矢量信号分析仪进行分析。通过调整软件中的响应参数,可以在硬件的分析仪上观察其影响及相应的变化。与此同时,硬件产生的真实信号,又可送入软件作为建模的依据,完成建模(如图所示)。 软硬件的有机结合可以简化研发的过程,加快产品上市的速度,缩短研发周期,降低成本。 

     综上所述,伴随着技术的日益进步,仪器、仪表的性能在持续不断地提高。仪器与计算机技术的融合、软件与硬件技术的融合已成为测试仪表发展的主要趋势
 

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