進入21 世紀以來，科學技術 的發展已難以用日新月異來描述。新工藝
、新材料
、新(xin)的(de)製(zhi)造(zao)技(ji)術(shu)催(cui)生(sheng)了(le)新(xin)的(de)一(yi)代(dai)電(dian)子(zi)元(yuan)器(qi)件(jian)，同(tong)時(shi)也(ye)促(cu)使(shi)電(dian)子(zi)測(ce)量(liang)技(ji)術(shu)和(he)電(dian)子(zi)測(ce)量(liang)儀(yi)器(qi)產(chan)生(sheng)了(le)新(xin)概(gai)念(nian)和(he)新(xin)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)。本(ben)文(wen)擬(ni)從(cong)現(xian)代(dai)電(dian)子(zi)測(ce)量(liang)儀(yi)器(qi)發(fa)展(zhan)的(de)三(san)個(ge)明(ming)顯(xian)特(te)點(dian)入(ru)手(shou)
，進(jin)而(er)介(jie)紹(shao)下(xia)一(yi)代(dai)自(zi)動(dong)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)的(de)概(gai)念(nian)和(he)基(ji)本(ben)技(ji)術(shu)
，引(yin)入(ru)合(he)成(cheng)儀(yi)器(qi)的(de)概(gai)念(nian)
，以(yi)供(gong)讀(du)者(zhe)參(can)考(kao)。

　　現代電子測量儀器的發展趨勢

　　儀器性能更加優異

   儀器的性能更加優異


，測量功能更加強大，儀器的測量精度，測試靈敏度，測量的動態範圍等都達到了前所未有的高度。例如
，Agilent 公司的PSA 頻譜分析儀的測量靈敏度高達—169dBm(接近物理界熱噪聲—174dBm) 
， PNA 網絡分析儀的動態範圍高達143dB ， Agilent 83453A 高分辨率分光計分辨帶寬=0.0001nm(亞皮米) (突破皮米分辨帶寬的壁壘) ，Agilent 86107A 精密時基參考模塊，對小於100ns 的時延，抖動為1.7ps RMS( 突破皮秒抖動瓶頸)
，DSO80000係列的示波器， 其單一A/D 芯片具有20GSa/s 實時高采樣率，使之成為世界上采樣率最快的示波器(40GSa/s 實時采樣率，13GHz 帶寬) 。另外，更多強大的測量功能被賦予單台儀表中，如Agilent 公司的8960係列無線綜合測試儀(集移動手機和基站的射頻測試與協議測試於一身)
； ESG/PSG矢量信號源可以靈活產生包括連續波/調幅/調頻/調相/脈衝調製
，全製式通信協( GSM/EDGE/WCDMA/TD2SCDMA/CDMAOne/CDMA2000/CDMA20001X2EV/藍牙/WLAN/PHS/PDC/NADC/DECT/TETRA等) ，任意波形及用於今後的其他信號
；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) 使單台儀器同時具備示波器和邏輯分析儀的功能； Infiniium示波器內裝VSA 矢量信號分析軟件後也成為世界上測量分析帶寬最寬的矢量信號分析儀。

　　儀器與計算機融為一體

   儀器和計算機技術的前所未有的融合。首先
，越來越多的儀器選用以Windows 軟件和Intel 芯片為平台，采用Windows GUI 和基於軍用標準的軟件
，用Windows 軟件代替儀器內部操作軟件，並易於與MS辦公室應用軟件連接
，充分發揮其效能，如Agilent公司的儀器可用Word 語言捕獲屏幕圖像，用Excel語言繪製的波形數據，用Excel 語言捕獲測量數據

，易於自由地從互聯網下載和升級最新的軟件版本
，利用Windows Help 提高了儀器操作學習的方便性；同時，觸摸屏被廣泛利用，話音控製可解決雙手同時被占用時操作儀器的問題，通過網絡控製儀器操作
，並用基於MS Windows 和MS Visual Studio 實現測試自動化；另外，儀器內部的VBA 軟件可有效地幫助實現生產過程中的測試自動化。

   其次
，由於計算機技術被大量應用到儀器之中，使得儀器具備了更加先進的連通性，如Agilent 公司的儀器大都具備采用了USB 接口，LAN 接口
，GPIB 接口。同時


，也安裝了標準光標指示器(鼠標
、跟蹤球、觸摸鍵
、操縱杆等)和其他部件(鍵盤、CD RW 驅動器、直接連結打印機的並行接口，用於外部監視器的VGA 輸出，內部硬盤驅動器等) 。特別值得一提的是
，在軍工等特殊行業
，測試數據的安全性和保密性要求格外重要，為此，Agilent 公司在儀器上設計了可卸出的硬盤(如PNA 矢量網絡分析儀和Infiniium 示波器) ，使工作人員在實驗室完成測試任務後，卸出硬盤，單獨運輸儀器至測試現場(如戰地) 
，再由操作人員取出隨身攜帶的硬盤裝入儀器，再進行現場測量，從而保證了數據的安全性和保密性。

　　測試及仿真軟件在儀器中廣泛應用

   隨sui著zhe計ji算suan機ji的de運yun算suan速su度du和he處chu理li數shu據ju能neng力li的de不bu斷duan增zeng加jia
，及ji計ji算suan機ji仿fang真zhen技ji術shu的de廣guang泛fan應ying用yong
，儀yi器qi的de硬ying件jian和he測ce試shi軟ruan件jian及ji仿fang真zhen軟ruan件jian的de結jie合he越yue來lai越yue緊jin密mi。首shou先xian，硬ying件jian的de模mo塊kuai化hua設she計ji，使shi得de通tong過guo不bu同tong的de硬ying件jian模mo塊kuai組zu合he配pei以yi不bu同tong的de軟ruan件jian
，從cong而er形xing成cheng不bu同tong功gong能neng的de儀yi器qi和he不bu同tong的de測ce試shi解jie決jue方fang案an
，如ruAgilent 公司的DAC-J 寬帶示波器86100C ，通過插入不同的模塊並配以不同軟件，該儀器可成為抖動分析儀，寬帶示波器，數字通信分析儀，時域反射分析儀；此外，VXI 結構的測試儀器更加充分地解釋了模塊化結構儀器的靈活配置和應用。

   其次
，軟件無線電的概念已有了全新的解釋和現實的應用，Agilent 公司的89601A 矢shi量liang分fen析xi軟ruan件jian是shi實shi現xian這zhe一yi理li念nian的de最zui好hao例li證zheng，它ta利li用yong計ji算suan機ji強qiang大da的de數shu學xue運yun算suan和he數shu據ju處chu理li能neng力li將jiang大da量liang的de數shu字zi信xin號hao處chu理li功gong能neng和he數shu據ju分fen析xi功gong能neng充chong分fen展zhan現xian在zai計ji算suan機ji軟ruan件jian之zhi中zhong，通tong過guo與yu不bu同tong的de數shu據ju采cai集ji前qian端duan(如VXI 結構的矢量信號分析儀，頻譜分析儀， Infiniium 數字示波器) 相結合，組合出不同功能的矢量信號分析儀。

   同時，其捕獲的信號和數據分析的結果可以作為EDA 仿真軟件(如Agilent 公司的ADS 高級設計仿真軟件) 的數據輸入來源
，用於驅動ADS 高級設計仿真軟件進行部件及係統級仿真

；並且
，ADS 高級設計仿真軟件的仿真結果可送入Agilent 公司的ESG/PSG矢量信號源產生出信號通過VSA 矢量信號分析儀的捕獲和分析，反過來可進行產品設計與真實產品之間的數據驗證，即實現設計、仿真

、測量和驗證的有機結合。以Agilent ADS 高級設計仿真軟件為代表的EDA 軟件，通過與Agilent 公司測試儀器(包括:頻譜分析儀
，網絡分析儀
，信號源，示波器，邏輯分析儀等) 的動態鏈接，從而實現了測量域與仿真域的有機結合

，在設計、仿fang真zhen和he驗yan證zheng之zhi間jian架jia起qi了le橋qiao梁liang，從cong而er加jia速su設she計ji，提ti高gao設she計ji質zhi量liang
，完wan善shan係xi統tong及ji部bu件jian的de半ban實shi物wu仿fang真zhen手shou段duan，達da到dao迅xun速su拓tuo展zhan滿man足zu需xu要yao的de測ce量liang解jie決jue方fang案an的de目mu的de。

　　自動測試係統的發展曆史和現狀

    隨著測量儀器功能的不斷提高和完善，與其相關的自動測試係統(特別是軍用ATS 測試係統) 的組建與發展也經曆了從台式儀器ATS 係統到卡式儀器ATS 係統，從卡式儀器ATS 係統到卡式儀器與台式儀器混合的ATS 係統的發展過程。到目前為止
，VXI 結構的儀器(主要對於大通道數的數字信號測量) 與GPIB 標準的台式儀器(主要對於性能要求嚴格的射頻/微波信號測量) 相結合組建ATS 測試係統已成為軍用ATS 測試係統普遍遵從的主流原則和典範。這與以美國為代表的軍工用戶在90年代提倡的采用COTS(Commercial Off-the-Shelf) 流行商用儀器來構建軍用ATS 測試係統有很大關係

，它可以極大地降低整個測試係統的組建、開發、維護
、替換和升級的成本。

   但是
，由於軍工行業係統研製周期和認證周期相對較長，係統維護和需要支持的周期通常在10年至20年，而民用科技的發展日新月異，流行商用儀器的更新速度越來越快，一些COTSchanpinzaijungongxingyebeidaguimoquanmianshiyongzhiqianjiuyifeixinghetingchan
，duiyuyidingxingdeceshixitongdeweihuhezhichichengweijungongkehumianlindezuidawenti，tebieshinaxiejiyutedingyingjianerkaifadeceshiruanjian(TPS) 的維護
、支zhi持chi和he更geng新xin更geng是shi麵mian臨lin巨ju大da的de挑tiao戰zhan。這zhe一yi點dian在zai中zhong國guo的de客ke戶hu群qun中zhong也ye遇yu到dao了le同tong樣yang的de問wen題ti。如ru何he實shi現xian硬ying件jian的de可ke互hu換huan性xing和he軟ruan件jian的de可ke互hu操cao作zuo性xing成cheng為wei保bao證zheng整zheng個ge係xi統tong生sheng命ming力li和he生sheng命ming周zhou期qi的de關guan鍵jian。與yu此ci同tong時shi，軍jun用yongATS 測試係統還要滿足其可靠性
、機動性和靈活性的要求，並盡可能地降低開發、維護的成本，節省人力資源
，改進硬件的現場替換效率和維修中心替換效率，改進武器係統快速應對地區乃至全球支持的戰略要求。

　　下一代的自動測試係統 下一代測試技術及測試係統的標準

   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以解決COTS 儀器帶來的問題，並同時滿足未來測試係統的發展要求。該技術稱之為NxTest ，它就是基於LAN 的模塊化合成儀器(Synthetic Instrument) 。安捷倫科技公司和VXI Technology 公司於2004年9 月為自動測試係統推出基於LAN 的下一代模塊化平台標準化- LXI。

   LXI (儀器的LAN 擴展) 不僅提供了機架和堆疊式儀器的嵌入式測量技術和PC 標準I/O 連接能力，還實現了基於插卡式儀器的係統的模塊化特點並減小了體積。對於為航空/國防、汽車、工業、醫療和消費電子市場開發電子產品的研發和製造工程師來說，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用提供了理想的標準


，LXI 則同時融合了VXI 和以太網的優勢，為用戶提供了一個良好的高性能儀器平台，滿足VXI 通常沒有滿足的應用需求。LXI 基於LAN 的結構為例，為在航空和國防行業中長壽命儀器的實現奠定了基礎。LXI 沒有帶寬、軟件或計算機底板結構限製。它可以利用日益提高的以太網吞吐量，為麵臨下一代自動測試係統挑戰的工程師提供理想的解決方案。

  LXI 標準將由LXI 協會負責管理。LXI 協會是一家由主要測試測量公司組成的非營利機構。該集團的目標是開發、支持和推廣LXI 標準。安捷倫科技公司和VXI Technology 公司利用其擁有悠久曆史的模塊化儀器設計，推出LXI 平台，這是測試係統使用的開放式標準儀器發展中必然的可行一步。由於幾乎每台電腦中都內置了以太網(LAN) ，以(yi)太(tai)網(wang)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)業(ye)界(jie)廣(guang)泛(fan)認(ren)同(tong)的(de)通(tong)信(xin)接(jie)口(kou)。互(hu)聯(lian)網(wang)硬(ying)件(jian)價(jia)格(ge)正(zheng)不(bu)斷(duan)下(xia)降(jiang)
，速(su)度(du)正(zheng)不(bu)斷(duan)提(ti)高(gao)，局(ju)域(yu)網(wang)提(ti)供(gong)了(le)其(qi)它(ta)點(dian)到(dao)點(dian)接(jie)口(kou)標(biao)準(zhun)中(zhong)沒(mei)有(you)提(ti)供(gong)的(de)對(dui)等(deng)通(tong)信(xin)。測(ce)試(shi)和(he)測(ce)量(liang)工(gong)程(cheng)師(shi)日(ri)益(yi)認(ren)識(shi)到(dao)使(shi)用(yong)高(gao)速(su)局(ju)域(yu)網(wang)替(ti)代(dai)專(zhuan)有(you)測(ce)試(shi)測(ce)量(liang)接(jie)口(kou)(如GPIB) 的好處，業內需要更低成本、更高帶寬和更快的數據傳送速率，這給專有測試測量接口提出了挑戰。

   LXI 測ce試shi測ce量liang模mo塊kuai是shi為wei用yong於yu設she計ji檢jian驗yan或huo製zhi造zao測ce試shi係xi統tong而er優you化hua的de。連lian接jie局ju域yu網wang的de能neng力li使shi得de各ge模mo塊kuai可ke以yi裝zhuang在zai世shi界jie上shang任ren何he地di方fang
，並bing從cong世shi界jie上shang任ren何he地di方fang訪fang問wen模mo塊kuai。與yu采cai用yong昂ang貴gui電dian源yuan、底板
、控製器和MXI 卡和電纜的模塊化組件不同
，LXI 模塊自帶處理器
、局域網連接、電源和觸發輸入。LXI 模(mo)塊(kuai)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)全(quan)寬(kuan)或(huo)半(ban)寬(kuan)，高(gao)度(du)為(wei)一(yi)個(ge)機(ji)架(jia)單(dan)位(wei)或(huo)兩(liang)個(ge)機(ji)架(jia)單(dan)位(wei)，實(shi)現(xian)了(le)非(fei)常(chang)簡(jian)便(bian)的(de)混(hun)配(pei)功(gong)能(neng)。信(xin)號(hao)輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)位(wei)於(yu)正(zheng)麵(mian)，局(ju)域(yu)網(wang)和(he)輸(shu)入(ru)交(jiao)流(liu)電(dian)源(yuan)則(ze)位(wei)於(yu)每(mei)個(ge)LXI 模塊的背麵。LXI 模塊由計算機控製

， 不要求傳統機架和堆疊式儀器配備的顯示器、按鈕和撥號裝置。LXI模塊采用標準網絡瀏覽器診斷問題，使用IVI-COM驅動程序進行通信，簡化了係統集成。

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　　LXI 儀器的特點

　　LXI 儀器具備了以下五大特點：

　　(1) 開放式工業標準

　　LAN 和AC 電源是業界最穩定和生命周期最長的開放式工業標準，也由於其開發成本低廉，使得各廠商很容易將現有的儀器產品移植到該LAN-Based儀器平台上來。

　　(2) 向後兼容性

　　因為LAN-Based 模塊隻占1/2 的標準機櫃寬度
，體積上比可擴展式(VXI/PXI) 儀器更小。同時，升級現有的ATS 不需重新配置，並允許擴展為大型卡式儀器(VXI/PXI) 係統。

　　(3) 成本低廉

　　在滿足軍用和民用客戶要求的同時
，保有現存台式儀器的核心技術

， 結合最新科技， 保證新的LAN-based 模塊的成本低於相應的台式儀器和VXI/PXI 儀器。

　　(4) 互操作性

　　作為合成儀器(Synthetic Instruments) 模塊，隻需30～40zhongzuoyoudetongyongmokuaijikejiejuejunyongkehudezhuyaoceshixuqiu。rucixiangduijiaoshaodemokuaizhonglei
，keyigaoxiaoqielinghuodizuhechengmianxiangmubiaofuwudegezhongceshidanyuan，congerchedijiangdiATS 係統的體積，提高係統的機動性和靈活性。

　　(5) 新技術及時方便的引入

　　由於這些模塊具備完備的I/O 定義文檔(由軍標定義) ，所以，模塊和係統的升級僅需核實新技術是否涵蓋其替代產品的全部功能。如此看來

，合成儀器(Synthetic Systems) 將實現下述五大目標: ①非常長的產品和係統支持周期，應用軟件將不再依賴於特定的硬件。②很小的係統體積，儀器不包含多餘的顯示、輸入和其它美學設計部分。③應用清晰明確，儀器界麵一致，升級快捷方便。④係統生命周期與產品生命周期保持一致。⑤供應商獨立，測量硬件與測量技術沒有直接聯係。

　　展望未來

   綜上所述，21 世紀的電子測量儀器隨著芯片技術和DSP 技術的發展將達到前所未有的高性能，隨著計算機技術與儀器的進一步融合

， yiqideyicaozuoxing


，yishengjixing，celiangnengli
，shujuchulihefenxinengli，doudedaoledafudutigao。yucitongshi

，ruanjianwuxiandianzhengyuelaiyueduodibeiyingyongdaogegelingyu， 仿真技術將為用戶的設計和驗證提供了更加強大和方便的工具。自動測試係統經曆了從GPIB 係統到VXI 係統，從VXI 係統到VXI 與GPIB 混合係統的發展曆程， 越來越多的軍工用戶希望擁有一種長壽命且高性能的係統標準體係來承擔日益複雜的測試壓力和維護成本的壓力，麵對未來的挑戰
，LXI 儀器將在繼承現有測試技術的基礎之上，為下一代測試技術和測試儀器，特別是ATS 測試係統的革新帶來新的希望。