儀器和計算機技(jì)術的前所未有(yǒu)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(tái),采用(yòng)Windows GUI 和基於軍用標準的(de)軟件,用Windows 軟件代替儀器內部操(cāo)作軟件,並易於與MS辦公室應用軟(ruǎn)件連接,充分發揮其效能,易於自由地從互聯網下(xià)載和升級新的軟件版(bǎn)本,利用(yòng)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(kòng)製(zhì)可解決雙手同時被占(zhàn)用時操作儀器的(de)問(wèn)題,通過網絡控製儀器(qì)操作,並用基於MS Windows 和MS Visual Studio 實現測試自動化(huà);另外,儀器內部的VBA 軟(ruǎn)件可有效(xiào)地幫助實現生產過程(chéng)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(de)連通性,同時,也安(ān)裝了標準光標指(zhǐ)示器(鼠標、跟(gēn)蹤球、觸(chù)摸鍵、操縱(zòng)杆等)和其他部件(鍵盤、CD RW 驅動器、直接連結打印(yìn)機(jī)的並行接(jiē)口,用於(yú)外部監視器的VGA 輸出,內部硬盤驅(qū)動器等) 。特別值得(dé)一提的是,在軍工等特殊行(háng)業,測試數據的安(ān)全性和(hé)保密性要求格外重要,使工作人員在實驗室完(wán)成測試任務後,卸出(chū)硬盤,單(dān)獨運(yùn)輸儀器至測試現場(如戰地) ,再由(yóu)操作人員取出隨身(shēn)攜帶的硬盤裝入儀器,再進行現場測量,從而保證了數據(jù)的安全性和保密性。
儀器的性能更加優異,測量功能更加強大,儀器的(de)測量精度(dù),測試(shì)靈敏度,測量的動態範圍等都達到了前所未有的高度。另外,更多強大的測量功能被賦予單台儀表中,ESG/PSG矢(shǐ)量信號源可(kě)以靈(líng)活產生包括(kuò)連續波/調幅/調頻/調相/脈衝調製,全(quán)製(zhì)式通信協( SM/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(xìn)號;MSO 混合信號(hào)示波器(2/4 個模擬(nǐ)測量通道 16 個邏輯分析(xī)通道) 使單台儀器(qì)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(liàng)信號分析軟件後也(yě)成為世界上測量分析(xī)帶寬寬的矢量信號分析儀。
測試及仿(fǎng)真軟件(jiàn)在儀器中廣泛應用
隨著計算機的運算速度和處理數據能力的不斷增加,及計算機仿真技術的廣泛應用,儀器的硬件(jiàn)和(hé)測試軟(ruǎn)件及仿真軟件(jiàn)的結合越來越緊密。首先,硬件的模塊化設計,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(de)儀器和不同的測試解決方案,此外,VXI 結構的測試儀器(qì)更加充分地解釋了模塊化結構儀器(qì)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(shí)的應用,89601A 矢量分析軟件是實現這一理念的好例證,它利用計算機強大的數學(xué)運算和(hé)數據處理能力將大量的數字(zì)信號處理功(gōng)能和數據分(fèn)析功能(néng)充分(fèn)展現在計算機軟件之中,通過與不同的數(shù)據采集前端(如VXI 結(jié)構的矢量信號分(fèn)析儀,頻譜分析儀, Infiniium 數字(zì)示波器) 相結合(hé),組合出不同功能的(de)矢量信號分(fèn)析儀。
同時,其捕獲的(de)信號和數據分(fèn)析的結(jié)果可以作為EDA 仿(fǎng)真軟件的數據輸入來源,用於驅動ADS 高級設計仿真軟件進(jìn)行部(bù)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ESG/PSG矢量信號源產生出信號通過VSA 矢量信號(hào)分析儀的(de)捕獲和分析,反過來可(kě)進行產品設計與真實產品之間(jiān)的數據驗證(zhèng),即實現設計、仿真、測量和(hé)驗證的有機結合。測試儀器(包括:頻(pín)譜分析儀,網絡分析儀(yí),信號源,示波器,邏輯分析儀等) 的動態鏈接(jiē),從而實(shí)現了測量域與仿真域的有(yǒu)機結合,在設計、仿真和(hé)驗證(zhèng)之間架(jià)起了橋梁,從(cóng)而加速設計,提高設計質量,完善係統及部件的半實物仿真手(shǒu)段,達到迅速拓展滿足需要的測量解決方案的目的。
自動測(cè)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(xì)統(tǒng)(特別是軍用ATS 測試係統) 的(de)組建與發展也經曆了從台式儀(yí)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(dào)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(yào)求嚴(yán)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(yòng)ATS 測試係統普遍遵從的(de)主流原則和典範。這與以美國為代表的軍(jun1)工(gōng)用(yòng)戶在90年(nián)代(dài)提倡的采用COTS(Commercial Off-the-Shelf) 流行商用儀器來構建軍用ATS 測(cè)試係統有很大關係,它可以極大地降低整個(gè)測試係統的組建、開發、維護、替換和升級的成本(běn)。
但是,由於軍(jun1)工行業係統研製周期(qī)和認證周期相(xiàng)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(jì)的發展日新月異,流行商用儀器的(de)更新速度越來越快,一些COTS產品在軍工行業被大規模全麵使(shǐ)用之前(qián)就已廢型和(hé)停(tíng)產,對於已定型的測試係統的維護和支持成為(wéi)軍工客戶麵臨的大問題,特別是那些基於特定(dìng)硬件而開發的測試軟件(jiàn)(TPS) 的維護(hù)、支持和更新更是麵臨巨大(dà)的挑戰。這一點在中國的客戶群中也遇到了同樣(yàng)的問題。如何實現硬(yìng)件的可(kě)互換(huàn)性和軟件(jiàn)的可互操作性成為保證整個係統(tǒng)生命力和生命(mìng)周期的關鍵。與此同時,軍用ATS 測試係統還要滿足其可靠性、機動性和(hé)靈活性的要求,並盡可能地降低開發、維護(hù)的成本,節省人力資源,改進硬件的現場替(tì)換效率和維修(xiū)中心替(tì)換效率,改進武器係統快速應對地區乃至(zhì)全球支持的戰略要求。
下一代的自動測試係統 下(xià)一代測試技術及測試係統的標準
以美國為(wéi)首(shǒu)的用戶和儀器廠商近一年(nián)以(yǐ)來提出(chū)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(cè)試係統的發展要求。該技術稱之為NxTest ,它就是基於LAN 的模塊(kuài)化合成儀器(Synthetic Instrument) 。
LXI (儀(yí)器的LAN 擴展) 不僅提供了機架和堆疊式儀器的嵌入式(shì)測量技術和PC 標準I/O 連接能力,還實(shí)現了基於插卡式儀器的係統的(de)模塊化特點並減小了體積(jī)。對(duì)於為航空/國防(fáng)、汽車、工(gōng)業、醫療和消費電子市場開發電子產品的研發和(hé)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(de)需求。VXI 總線(xiàn)為所有高密度高速度應用提供了理想(xiǎng)的標(biāo)準,LXI 則同時(shí)融合了(le)VXI 和以太(tài)網(wǎng)的優勢,為用戶提供(gòng)了一個良好的高性能儀器平台,滿足VXI 通常沒有滿足的應(yīng)用需求。LXI 基於LAN 的結構為(wéi)例,為在航空和(hé)國防行業中(zhōng)長壽(shòu)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(zì)動測(cè)試係統挑戰的工程師(shī)提供理想(xiǎng)的解決(jué)方案。
LXI 標準將由LXI 協會負責管理。LXI 協會是一家由主要測(cè)試測量(liàng)公司組成的非(fēi)營(yíng)利機構。該集團的目標是開發、支持和推廣LXI 標準。由於幾乎每台(tái)電腦中都內置了以太網(LAN) ,以太網已經成為業界廣泛認同(tóng)的通信接口。互聯網硬件(jiàn)價格正不斷下降,速度正不斷提高(gāo),局(jú)域網提供了(le)其它點到點接口標準中沒有提供的對等(děng)通(tōng)信。測試和測量工程師日益認識到使用高速局域網替代專有測試測量接口(如GPIB) 的好處,業內需要更低成本、更高帶寬和更快的數(shù)據傳送速率,這給專有測試測(cè)量接口(kǒu)提出了挑戰。
LXI 測試測量模塊是為用(yòng)於設計檢(jiǎn)驗或(huò)製造測試係(xì)統而優化的。連接局域(yù)網的能力(lì)使得各模塊可以(yǐ)裝(zhuāng)在世界上任何地(dì)方,並(bìng)從世界上任何地方訪問(wèn)模塊。與采用昂貴電源、底板、控製器和MXI 卡和電纜的模塊化組(zǔ)件不同,LXI 模塊自帶處理器、局域(yù)網連接(jiē)、電源和觸發(fā)輸入。LXI 模塊可(kě)以采用全寬或半寬,高度為(wéi)一個(gè)機架單位或兩個機架單位,實現了非常簡便的(de)混配功能。信號輸入和輸出位於正麵,局域網和輸入交流(liú)電源則位(wèi)於每個LXI 模塊的背麵。LXI 模塊由計算機控製, 不(bú)要求傳統機架和堆疊式儀(yí)器配(pèi)備的顯示器、按(àn)鈕和撥號裝置。LXI模塊采(cǎi)用(yòng)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(tǒng)集成。