電子測量儀器及自動測試系統(tǒng)的新概念和新趨勢

   儀器和計算機技術(shù)的的融合。首先，越來越多的儀器選用以Windows 軟件和In 芯片為平臺，采用Windows GUI 和基于junyong標(biāo)準(zhǔn)的軟件，用Windows 軟件代替儀器內(nèi)部操作軟件，并易于與MS辦公室應(yīng)用軟件連接，充分發(fā)揮其效能，易于自由地從互聯(lián)網(wǎng)下載和升級的軟件版本，利用Windows Help 提高了儀器操作學(xué)習(xí)的方便性;同時，觸摸屏被廣泛利用，話音控制可解決雙手同時被占用時操作儀器的問題，通過網(wǎng)絡(luò)控制儀器操作，并用基于MS Windows 和MS Visual Studio 實現(xiàn)測試自動化;另外，儀器內(nèi)部的VBA 軟件可有效地幫助實現(xiàn)供應(yīng)過程中的測試自動化。

   其次，由于計算機技術(shù)被大量應(yīng)用到儀器之中，使得儀器具備了更加先進(jìn)的連通性，同時，也安裝了標(biāo)準(zhǔn)光標(biāo)指示器（鼠標(biāo)、跟蹤球、觸摸鍵、操縱桿等）和其他部件（鍵盤、CD RW 驅(qū)動器、直接連結(jié)打印機的并行接口，用于外部監(jiān)視器的VGA 輸出，內(nèi)部硬盤驅(qū)動器等） 。特別值得一提的是，在特殊行業(yè)，測試數(shù)據(jù)的安全性和保密性要求格外重要，使工作人員在實驗室完成測試任務(wù)后，卸出硬盤，單獨運輸儀器至測試現(xiàn)場（如戰(zhàn)地） ，再由操作人員取出隨身攜帶的硬盤裝入儀器，再進(jìn)行現(xiàn)場測量，從而保證了數(shù)據(jù)的安全性和保密性。

   儀器的性能更加優(yōu)異，測量功能更加強大，儀器的測量精度，測試靈敏度，測量的動態(tài)范圍等都達(dá)到了的高度。另外，更多強大的測量功能被賦予單臺儀表中，ESG/PSG矢量信號源可以靈活產(chǎn)生包括連續(xù)波/調(diào)幅/調(diào)頻/調(diào)相/脈沖調(diào)制，全制式通信協(xié)（ SM/EDGE/WCDMA/TD2SCDMA/CDMAOne/CDMA2000/CDMA20001X2EV/藍(lán)牙/WLAN/PHS/PDC/NADC/DECT/TETRA等） ，任意波形及用于今后的其他信號;MSO 混合信號示波器（2/4 個模擬測量通道 16 個邏輯分析通道） 使單臺儀器同時具備示波器和邏輯分析儀的功能; Infiniium示波器內(nèi)裝VSA 矢量信號分析軟件后也成為世界上測量分析帶寬zui寬的矢量信號分析儀。

   測試及仿真軟件在儀器中廣泛應(yīng)用

   隨著計算機的運算速度和處理數(shù)據(jù)能力的不斷增加，及計算機仿真技術(shù)的廣泛應(yīng)用，儀器的硬件和測試軟件及仿真軟件的結(jié)合越來越緊密。首先，硬件的模塊化設(shè)計，使得通過不同的硬件模塊組合配以不同的軟件，從而形成不同功能的儀器和不同的測試解決方案，此外，VXI 結(jié)構(gòu)的測試儀器更加充分地解釋了模塊化結(jié)構(gòu)儀器的靈活配置和應(yīng)用。

   其次，軟件無線電的概念已有了全新的解釋和現(xiàn)實的應(yīng)用，89601A 矢量分析軟件是實現(xiàn)這一理念的例證，它利用計算機強大的數(shù)學(xué)運算和數(shù)據(jù)處理能力將大量的數(shù)字信號處理功能和數(shù)據(jù)分析功能充分展現(xiàn)在計算機軟件之中，通過與不同的數(shù)據(jù)采集前端（如VXI 結(jié)構(gòu)的矢量信號分析儀，頻譜分析儀， Infiniium 數(shù)字示波器） 相結(jié)合，組合出不同功能的矢量信號分析儀。

   同時，其捕獲的信號和數(shù)據(jù)分析的結(jié)果可以作為EDA 仿真軟件的數(shù)據(jù)輸入來源，用于驅(qū)動ADS 設(shè)計仿真軟件進(jìn)行部件及系統(tǒng)級仿真;并且，ADS 設(shè)計仿真軟件的仿真結(jié)果可送入ESG/PSG矢量信號源產(chǎn)生出信號通過VSA 矢量信號分析儀的捕獲和分析，反過來可進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計與真實產(chǎn)品之間的數(shù)據(jù)驗證，即實現(xiàn)設(shè)計、仿真、測量和驗證的有機結(jié)合。測試儀器（包括:頻譜分析儀，網(wǎng)絡(luò)分析儀，信號源，示波器，邏輯分析儀等） 的動態(tài)鏈接，從而實現(xiàn)了測量域與仿真域的有機結(jié)合，在設(shè)計、仿真和驗證之間架起了橋梁，從而加速設(shè)計，提高設(shè)計質(zhì)量，完善系統(tǒng)及部件的半實物仿真手段，達(dá)到迅速拓展?jié)M足需要的測量解決方案的目的。

   自動測試系統(tǒng)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀

   隨著測量儀器功能的不斷提高和完善，與其相關(guān)的自動測試系統(tǒng)（特別是junyongATS 測試系統(tǒng)） 的組建與發(fā)展也經(jīng)歷了從臺式儀器ATS 系統(tǒng)到卡式儀器ATS 系統(tǒng)，從卡式儀器ATS 系統(tǒng)到卡式儀器與臺式儀器混合的ATS 系統(tǒng)的發(fā)展過程。到目前為止，VXI 結(jié)構(gòu)的儀器（主要對于大通道數(shù)的數(shù)字信號測量） 與GPIB 標(biāo)準(zhǔn)的臺式儀器（主要對于性能要求嚴(yán)格的射頻/微波信號測量） 相結(jié)合組建ATS 測試系統(tǒng)已成為junyongATS 測試系統(tǒng)普遍遵從的主流原則和*。這與以美國為代表的用戶在90年代提倡的采用COTS（Commercial Off-the-Shelf） 流行商用儀器來構(gòu)建junyongATS 測試系統(tǒng)有很大關(guān)系，它可以極大地降低整個測試系統(tǒng)的組建、開發(fā)、維護(hù)、替換和升級的成本。

   但是，由于行業(yè)系統(tǒng)研制周期和認(rèn)證周期相對較長，系統(tǒng)維護(hù)和需要支持的周期通常在10年至20年，而民用科技的發(fā)展日新月異，流行商用儀器的更新速度越來越快，一些COTS產(chǎn)品在行業(yè)被大規(guī)模全面使用之前就已廢型和停產(chǎn)，對于已定型的測試系統(tǒng)的維護(hù)和支持成為客戶面臨的zui大問題，特別是那些基于特定硬件而開發(fā)的測試軟件（TPS） 的維護(hù)、支持和更新更是面臨巨大的挑戰(zhàn)。這一點在中國的客戶群中也遇到了同樣的問題。如何實現(xiàn)硬件的可互換性和軟件的可互操作性成為保證整個系統(tǒng)生命力和生命周期的關(guān)鍵。與此同時，junyongATS 測試系統(tǒng)還要滿足其可靠性、機動性和靈活性的要求，并盡可能地降低開發(fā)、維護(hù)的成本，節(jié)省人力資源，改進(jìn)硬件的現(xiàn)場替換效率和維修中心替換效率，改進(jìn)武器系統(tǒng)快速應(yīng)對地區(qū)乃至支持的戰(zhàn)略要求。

   下一代的自動測試系統(tǒng) 下一代測試技術(shù)及測試系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)

   以美國為首的用戶和儀器廠商近一年以來提出了一種新的測試儀器理念和技術(shù)以解決COTS 儀器帶來的問題，并同時滿足未來測試系統(tǒng)的發(fā)展要求。該技術(shù)稱之為NxTest ，它就是基于LAN 的模塊化合成儀器（Synthetic Instrument） 。

   LXI （儀器的LAN 擴(kuò)展） 不僅提供了機架和堆疊式儀器的嵌入式測量技術(shù)和PC 標(biāo)準(zhǔn)I/O 連接能力，還實現(xiàn)了基于插卡式儀器的系統(tǒng)的模塊化特點并減小了體積。對于為航空/國防、汽車、工業(yè)、醫(yī)療和消費電子市場開發(fā)電子產(chǎn)品的研發(fā)和提供工程師來說，LXI 緊湊靈活的封裝、高速輸入/輸出和可靠的測量功能有效地滿足了他們的需求。VXI 總線為所有高密度高速度應(yīng)用提供了理想的標(biāo)準(zhǔn)，LXI 則同時融合了VXI 和以太網(wǎng)的優(yōu)勢，為用戶提供了一個良好的高性能儀器平臺，滿足VXI 通常沒有滿足的應(yīng)用需求。LXI 基于LAN 的結(jié)構(gòu)為例，為在航空和國防行業(yè)中長壽命儀器的實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。LXI 沒有帶寬、軟件或計算機底板結(jié)構(gòu)限制。它可以利用日益提高的以太網(wǎng)吞吐量，為面臨下一代自動測試系統(tǒng)挑戰(zhàn)的工程師提供理想的解決方案。

   LXI 標(biāo)準(zhǔn)將由LXI 協(xié)會負(fù)責(zé)管理。LXI 協(xié)會是一家由主要測試測量公司組成的非營利機構(gòu)。該集團(tuán)的目標(biāo)是開發(fā)、支持和推廣LXI 標(biāo)準(zhǔn)。由于幾乎每臺電腦中都內(nèi)置了以太網(wǎng)（LAN） ，以太網(wǎng)已經(jīng)成為業(yè)界廣泛認(rèn)同的通信接口?；ヂ?lián)網(wǎng)硬件價格正不斷下降，速度正不斷提高，局域網(wǎng)提供了其它點到點接口標(biāo)準(zhǔn)中沒有提供的對等通信。測試和測量工程師日益認(rèn)識到使用高速局域網(wǎng)替代專有測試測量接口（如GPIB） 的好處，業(yè)內(nèi)需要更低成本、更高帶寬和更快的數(shù)據(jù)傳送速率，這給專有測試測量接口提出了挑戰(zhàn)。

   LXI 測試測量模塊是為用于設(shè)計檢驗或提供測試系統(tǒng)而優(yōu)化的。連接局域網(wǎng)的能力使得各模塊可以裝在世界上任何地方，并從世界上任何地方訪問模塊。與采用昂貴電源、底板、控制器和MXI 卡和電纜的模塊化組件不同，LXI 模塊自帶處理器、局域網(wǎng)連接、電源和觸發(fā)輸入。LXI 模塊可以采用全寬或半寬，高度為一個機架單位或兩個機架單位，實現(xiàn)了非常簡便的混配功能。信號輸入和輸出位于正面，局域網(wǎng)和輸入交流電源則位于每個LXI 模塊的背面。LXI 模塊由計算機控制， 不要求傳統(tǒng)機架和堆疊式儀器配備的顯示器、按鈕和撥號裝置。LXI模塊采用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器診斷問題，使用IVI-COM驅(qū)動程序進(jìn)行通信，簡化了系統(tǒng)集成。