儀器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的前所未有的融合。首先,越來(lái)越多的儀器選用以Windows 軟件和Intel 芯片為平臺(tái),采用Windows GUI 和基于軍用標(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(jí)最新的軟件版本,利用Windows Help 提高了儀器操作學(xué)習(xí)的方便性;同時(shí),觸摸屏被廣泛利用,話音控制可解決雙手同時(shí)被占用時(shí)操作儀器的問(wèn)題,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制儀器操作,并用基于MS Windows 和MS Visual Studio 實(shí)現(xiàn)測(cè)試自動(dòng)化;另外,儀器內(nèi)部的VBA 軟件可有效地幫助實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的測(cè)試自動(dòng)化。
其次,由于計(jì)算機(jī)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(shí),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(pán)、CD RW 驅(qū)動(dòng)器、直接連結(jié)打印機(jī)的并行接口,用于外部監(jiān)視器的VGA 輸出,內(nèi)部硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等) 。特別值得一提的是,在軍工等特殊行業(yè),測(cè)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(shí)驗(yàn)室完成測(cè)試任務(wù)后,卸出硬盤(pán),單獨(dú)運(yùn)輸儀器至測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)(如戰(zhàn)地) ,再由操作人員取出隨身攜帶的硬盤(pán)裝入儀器,再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)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(cè)量功能更加強(qiáng)大,儀器的測(cè)量精度,測(cè)試靈敏度,測(cè)量的動(dòng)態(tài)范圍等都達(dá)到了前所未有的高度。另外,更多強(qiáng)大的測(cè)量功能被賦予單臺(tái)儀表中,ESG/PSG矢量信號(hào)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(hào);MSO 混合信號(hào)示波器(2/4 個(gè)模擬測(cè)量通道 16 個(gè)邏輯分析通道) 使單臺(tái)儀器同時(shí)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(hào)分析軟件后也成為世界上測(cè)量分析帶寬最寬的矢量信號(hào)分析儀。
測(cè)試及仿真軟件在儀器中廣泛應(yīng)用
隨著計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度和處理數(shù)據(jù)能力的不斷增加,及計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的廣泛應(yīng)用,儀器的硬件和測(cè)試軟件及仿真軟件的結(jié)合越來(lái)越緊密。首先,硬件的模塊化設(shè)計(jì),使得通過(guò)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(cè)試解決方案,此外,VXI 結(jié)構(gòu)的測(cè)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(wú)線電的概念已有了全新的解釋和現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用,89601A 矢量分析軟件是實(shí)現(xiàn)這一理念的最好例證,它利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理能力將大量的數(shù)字信號(hào)處理功能和數(shù)據(jù)分析功能充分展現(xiàn)在計(jì)算機(jī)軟件之中,通過(guò)與不同的數(shù)據(jù)采集前端(如VXI 結(jié)構(gòu)的矢量信號(hào)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(hào)分析儀。
同時(shí),其捕獲的信號(hào)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(lái)源,用于驅(qū)動(dòng)ADS 高級(jí)設(shè)計(jì)仿真軟件進(jìn)行部件及系統(tǒng)級(jí)仿真;并且,ADS 高級(jí)設(shè)計(jì)仿真軟件的仿真結(jié)果可送入ESG/PSG矢量信號(hào)源產(chǎn)生出信號(hào)通過(guò)VSA 矢量信號(hào)分析儀的捕獲和分析,反過(guò)來(lái)可進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)與真實(shí)產(chǎn)品之間的數(shù)據(jù)驗(yàn)證,即實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、仿真、測(cè)量和驗(yàn)證的有機(jī)結(jié)合。測(cè)試儀器(包括:頻譜分析儀,網(wǎng)絡(luò)分析儀,信號(hào)源,示波器,邏輯分析儀等) 的動(dòng)態(tài)鏈接,從而實(shí)現(xiàn)了測(cè)量域與仿真域的有機(jī)結(jié)合,在設(shè)計(jì)、仿真和驗(yàn)證之間架起了橋梁,從而加速設(shè)計(jì),提高設(shè)計(jì)質(zhì)量,完善系統(tǒng)及部件的半實(shí)物仿真手段,達(dá)到迅速拓展?jié)M足需要的測(cè)量解決方案的目的。
自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀
隨著測(cè)量?jī)x器功能的不斷提高和完善,與其相關(guān)的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)(特別是軍用ATS 測(cè)試系統(tǒng)) 的組建與發(fā)展也經(jīng)歷了從臺(tái)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(tái)式儀器混合的ATS 系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程。到目前為止,VXI 結(jié)構(gòu)的儀器(主要對(duì)于大通道數(shù)的數(shù)字信號(hào)測(cè)量) 與GPIB 標(biāo)準(zhǔn)的臺(tái)式儀器(主要對(duì)于性能要求嚴(yán)格的射頻/微波信號(hào)測(cè)量) 相結(jié)合組建ATS 測(cè)試系統(tǒng)已成為軍用ATS 測(cè)試系統(tǒng)普遍遵從的主流原則和典范。這與以美國(guó)為代表的軍工用戶(hù)在90年代提倡的采用COTS(Commercial Off-the-Shelf) 流行商用儀器來(lái)構(gòu)建軍用ATS 測(cè)試系統(tǒng)有很大關(guān)系,它可以極大地降低整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的組建、開(kāi)發(fā)、維護(hù)、替換和升級(jí)的成本。
但是,由于軍工行業(yè)系統(tǒng)研制周期和認(rèn)證周期相對(duì)較長(zhǎng),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(lái)越快,一些COTS產(chǎn)品在軍工行業(yè)被大規(guī)模全面使用之前就已廢型和停產(chǎn),對(duì)于已定型的測(cè)試系統(tǒng)的維護(hù)和支持成為軍工客戶(hù)面臨的最大問(wèn)題,特別是那些基于特定硬件而開(kāi)發(fā)的測(cè)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(diǎn)在中國(guó)的客戶(hù)群中也遇到了同樣的問(wèn)題。如何實(shí)現(xiàn)硬件的可互換性和軟件的可互操作性成為保證整個(gè)系統(tǒng)生命力和生命周期的關(guān)鍵。與此同時(shí),軍用ATS 測(cè)試系統(tǒng)還要滿(mǎn)足其可靠性、機(jī)動(dòng)性和靈活性的要求,并盡可能地降低開(kāi)發(fā)、維護(hù)的成本,節(jié)省人力資源,改進(jìn)硬件的現(xiàn)場(chǎng)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(duì)地區(qū)乃至全球支持的戰(zhàn)略要求。
下一代測(cè)試技術(shù)及測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)
以美國(guó)為首的用戶(hù)和儀器廠商近一年以來(lái)提出了一種新的測(cè)試儀器理念和技術(shù)以解決COTS 儀器帶來(lái)的問(wèn)題,并同時(shí)滿(mǎn)足未來(lái)測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)