电子测量仪器向高性能迈进

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143dB，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，安捷伦率先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，Wintel的概念被广为采用，即Windows的界面加上Intel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。