電子測量技術(shù)與儀器

電子測量技術(shù)論文

題 目：

姓 名：

學(xué) 院：

專 業(yè)：

班 級：

學(xué) 號： 電子測量儀器的現(xiàn)狀與發(fā)展

2010年 12月25日

1

電子測量儀器的現(xiàn)狀與發(fā)展

摘要：近年來，以信息技術(shù)為代表的新技術(shù)促進了電子行業(yè)的飛速增長，也極大地推動了測試測量儀器和設(shè)備的快速發(fā)展。鑒于中國在全球制造鏈和設(shè)計鏈的重要地位，使得這里成為全球各大儀器廠商逐鹿的大戰(zhàn)場，同時，也帶動了中國本土測試測量儀器研發(fā)與測試技術(shù)應(yīng)用的迅速發(fā)展。

專家爭鳴：中國應(yīng)用測試技術(shù)方面面臨的主要挑戰(zhàn)

如今，電子技術(shù)發(fā)展的速度幾乎是讓人目不暇給。從SoC到SIP，從DSL到WiMAX，人們幾乎每天都在不停地接受新概念；3G的問題還未完全解決，人們已經(jīng)開始討論B3G的部署，圍繞4G的各種技術(shù)已成為研究的新熱點。那么，技術(shù)發(fā)展如此之快，測試技術(shù)能否跟得上應(yīng)用的發(fā)展？中國的研發(fā)人員和測試工程師又面臨著什么樣的技術(shù)挑戰(zhàn)？

來自Agilent和NI的專家們幾乎都一致地認為：中國工程師與美國乃至世界各地的工程師面臨著相同的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)一方面是待測產(chǎn)品的功能越來越多，測試的要求也越來越高，另一方面，留給測試的時間卻越來越少，因為產(chǎn)品要以最快的速度上市，從而形成了前所未有的測試效率方面的壓力。工程師面對著各種選擇，他們既需要一個具 2

有很好的靈活性和兼容性、擴展性強，同時又很可靠穩(wěn)定的自動測試測量平臺，這個平臺不但可以滿足現(xiàn)有的需求，而且能很方便地進行系統(tǒng)升級，以符合今后越來越具有挑戰(zhàn)性的需求，此外，還要求這種自動測試平臺具有較長的使用壽命和較低的建構(gòu)成本。

然而，國內(nèi)的專家并非都認可上述觀點。來自賽寶計量檢測中心的技術(shù)專家王勇，就不認同上述觀點的絕對性(憑借著他本人的豐富經(jīng)驗，以及對南中國地區(qū)眾多用戶的了解，其觀點具有一定的代表性)。他認為，雖然上述的自動測試平臺具有效率高等不少優(yōu)點，但至少這種測試平臺相對于中國的國情來說，還存在著一系列的問題，包括可靠性、可維性和可操作性差以及成本過高等問題。

實際上理解這一點并不難，因為在這種復(fù)雜的自動測試平臺中，可靠性模型全部是串聯(lián)架構(gòu)，還要加上配套軟件的可靠性損失問題�！霸谥袊�，分離設(shè)備基于易操作和低成本的優(yōu)勢，在相當(dāng)時間內(nèi)還將承擔(dān)主要角色，”他表示。另外，他認為，技術(shù)的發(fā)展和測試技術(shù)的發(fā)展基本上是同步的，存在測試問題的標(biāo)準(zhǔn)是無法發(fā)布的。一旦標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，就不會存在測試方面的問題�！岸�中國的工程師真正面臨的問題在于如何選擇與應(yīng)用相適應(yīng)的儀器設(shè)備以及如何使用儀器以及如何有效利用儀器的延伸性能，從而使設(shè)備的效能得到真正發(fā)揮，”他指出，而目前的情況是，許多單位購買了大量的高檔儀器，而對儀器的應(yīng)用 3

開發(fā)卻處于非常低級的階段。造成這種現(xiàn)象的原因，當(dāng)然與國內(nèi)的管理水平低有關(guān)，但工程師的盲目追高，也是其中的一個主要因素。

關(guān)于相同的問題，泰克公司中國區(qū)市場總經(jīng)理張權(quán)則認為：工程師真正面臨的挑戰(zhàn)體現(xiàn)在采用多種技術(shù)和混合信號的嵌入式設(shè)計方面。因為在這類設(shè)計中，隨著低成本的微處理器和微控制器的速度不斷加快，設(shè)計變得越來越復(fù)雜。體現(xiàn)這些挑戰(zhàn)的行業(yè)也越來越多，從遍布混合信號的數(shù)字視頻轉(zhuǎn)換，到必須處理日益復(fù)雜的各種瞬變RF信號的無處不在的無線技術(shù)，還有數(shù)據(jù)傳輸率不斷持續(xù)增長的高速數(shù)據(jù)處理方面的需求，雖然現(xiàn)在的主流為3Gb，他預(yù)測，不久的將來6Gb甚至12Gb就會成為主流。

羅德與施瓦茨中國有限公司產(chǎn)品支持經(jīng)理安毅博士則更注重從技術(shù)層面上來說明工程師面臨的挑戰(zhàn)。他認為：這些挑戰(zhàn)主要是如何順應(yīng)新的標(biāo)準(zhǔn)和新的應(yīng)用來制定最完整和最恰當(dāng)?shù)臏y試方案，還有自定義產(chǎn)品和系統(tǒng)的測試等。這就要求工程師緊密跟蹤最新技術(shù)發(fā)展，了解新的技術(shù)帶來的新變化和需求，并挖掘現(xiàn)有測試設(shè)備的潛力。

而來自安立公司的觀點更直接，那就是在測試領(lǐng)域里，中國面臨的最大挑戰(zhàn)就是缺乏具有微波背景和相關(guān)經(jīng)驗的工程人才，以及優(yōu)秀的測試與計量人才。

4

中國本土測量儀器設(shè)備行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來中國測量儀器的可靠性和穩(wěn)定性問題得到了很多方面的重視，狀況有了很大改觀。測試儀器行業(yè)目前已經(jīng)越過低谷階段，重新回到了快速發(fā)展的軌道，尤其最近幾年，中國本土儀器取得了長足的進步，特別是通用電子測量設(shè)備和汽車電子設(shè)備的研發(fā)方面，與國外先進產(chǎn)品的差距正在快速縮小，對國外電子儀器巨頭的壟斷造成了一定的沖擊。隨著模塊化和虛擬技術(shù)的發(fā)展，為中國的測試測量儀器行業(yè)帶來了新的契機，加上各級政府日益重視，以及中國自主應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)研究的快速進展，都在為該產(chǎn)業(yè)提供前所未有的動力和機遇。從中國電子信息產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計年鑒中可以看出，中國的測試測量儀器每年都以超過30%以上的速度在快速增長。在此快速增長的過程中，無疑催生出了許多測試行業(yè)新創(chuàng)企業(yè)，也催生出了一批批可靠性和穩(wěn)定性較高的產(chǎn)品。

擁有中國該領(lǐng)域唯一重點實驗室的中國電子集團公司第41研究所，憑借著本土測試領(lǐng)域的龍頭地位，通過屬下的青島興儀電子設(shè)備有限責(zé)任公司，成功地實現(xiàn)了由技術(shù)到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化，開發(fā)出了多款具有很高技術(shù)水平的產(chǎn)品。該所研制出的高純微波合成信號發(fā)生器、微波噪聲系數(shù)分析儀、便攜式射頻頻譜分析儀、2.5Gb/sSDH/PDH數(shù)字傳輸分析儀、高性能的光通訊設(shè)備，包括光譜分析儀和高性能微型光時域反射計，還有高速數(shù)字示波器等，目前都已經(jīng)形成比較完整的產(chǎn)品系列。其中AV1489型高純微波合成信號發(fā)生器采用全正向設(shè)計方 5

法，突破了高純度微波頻率合成等多項關(guān)鍵技術(shù)；AV3984型微波噪聲分析儀突破了智能微波噪聲源等多項關(guān)鍵技術(shù)；AV4022型便捷式射頻頻譜分析儀突破了小型化設(shè)計與制造等關(guān)鍵技術(shù)，還有高性能的AV3600系列的寬帶矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，DT系列數(shù)字電視碼流實時檢測儀等。另外，該所還與海信集團一道，研制出了數(shù)字電視全部四個層次上的測試儀器。無疑這對中國的數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將起到很大的推動作用。這些儀器除了能解決所有通用協(xié)議分析外以及物理層的各種指標(biāo)的測試外，還有一個很重要的特點，就是結(jié)合中國數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)和特點，保留了很好的可升級性。

在這方面，天津德力公司做得也是有聲有色。如該公司推出的

DS8821Q數(shù)字電視頻譜分析儀、DS1191數(shù)字電視綜合分析儀、DS1883Q數(shù)字電視場強儀、DS9000碼流分析儀等產(chǎn)品，還有DS768這類的機頂盒專用測試設(shè)備。憑借著中國自建標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢，湖北眾友公司和北京星河亮點通信公司還分別成功開發(fā)出了ZY800系列和SP6010 TD-SCDMA終端綜合測試儀。

該行業(yè)中另一可圈可點的就是北京普源精電科技有限公司。目前，該公司的產(chǎn)品已經(jīng)成功銷往42個國家與地區(qū)。并規(guī)劃在2008年前發(fā)展成為亞洲最大的測量儀器廠商。該公司走的是從低到高的發(fā)展路線圖。從最常規(guī)的數(shù)字萬用表，任意波形發(fā)生器，到高性能的數(shù)字示波器。該公司的DS3000系列任意波形發(fā)生器，是一款帶有數(shù)字邏輯輸 6

出功能(16路數(shù)據(jù)通道和2路時鐘通道)的混合信號發(fā)生器(MSG)。該設(shè)備采樣率達到300MSa/s，垂直分辨率為14bits，還有1M采樣點存儲深度�？梢蕴峁┦�種標(biāo)準(zhǔn)波形，還可以提供用戶自定義的任意波形，其中包括各種豐富的調(diào)制波形，滿足了很多領(lǐng)域的應(yīng)用；還有DS1000系列混合數(shù)字示波器，目前示波器的帶寬已經(jīng)達到500MHz，并具有很豐富的高級觸發(fā)方式，特別是碼形觸發(fā)和持續(xù)時間觸發(fā)，解決了各種異常波形的觸發(fā)問題。示波器中還集成了邏輯分析功能，保證了使用上的方便。

其產(chǎn)品的另外一個特點就是具有業(yè)界較全的接口，從GPIB到

RS232，從LAN到USB，豐富的接口保證了儀器的適應(yīng)性，方便了互聯(lián)測試平臺的建立。據(jù)了解，公司如今還正在加速虛擬儀器的研究并很快推出這方面的產(chǎn)品，準(zhǔn)備向平臺建設(shè)逐步完善化的方向快速過渡。

中國本土測量儀器設(shè)備發(fā)展的主要瓶頸

盡管本土測試測量產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，但客觀地說中國開發(fā)測試測量儀器還普遍比較落后。每當(dāng)提起中國測試儀器落后的原因，就會有許多不同的說法，諸如精度不高，外觀不好，可靠性差等。實際

電子測量技術(shù)與儀器 上，這些都還是表面現(xiàn)象，真正影響中國測量儀器發(fā)展的瓶頸為：

7

1.測試在整個產(chǎn)品流程中的地位偏低

由于人們的傳統(tǒng)觀念的影響，在產(chǎn)品的制造流程中，研發(fā)始終處于核心位置，而測試則處于從屬和輔助位置。關(guān)于這一點，在幾乎所有的研究機構(gòu)部門配置上即可窺其一斑。這種錯誤觀念上的原因，造成整個社會對測試的重視度不夠，從而造成測試儀器方面人才的嚴(yán)重匱乏，造成相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)研究比較薄弱，這是中國測量儀器發(fā)展的一個主要瓶頸。實際上，即便是研發(fā)隊伍本身，對測試的重視度以及對儀器本身的研究也明顯不夠。

2.面向應(yīng)用和現(xiàn)代市場營銷模式還沒有真正建立起來

本土儀器設(shè)備廠商只是重研發(fā)，重視生產(chǎn)，重視狹義的市場，還沒有建立起一套完整的現(xiàn)代營銷體系和面向應(yīng)用的研發(fā)模式。傳統(tǒng)的營銷模式在計劃經(jīng)濟年代里發(fā)揮過很大作用，但無法滿足目前整體解方案流行年代的需求。所以，為了快速縮小與國外先進公司之間的差距，國內(nèi)儀器研發(fā)企業(yè)應(yīng)加速實現(xiàn)從面向仿制的研發(fā)向面向應(yīng)用的研發(fā)的過渡。特別是隨著國內(nèi)應(yīng)用需求的快速增長，為這一過渡提供了根本動力，應(yīng)該利用這些動力，跟蹤應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展。

3.缺乏標(biāo)準(zhǔn)件的材料配套體系

8

由于歷史的原因，中國儀器配套行業(yè)的企業(yè)多為良莠不齊的小型企業(yè)，標(biāo)準(zhǔn)化的研究也沒有跟上需求的快速發(fā)展，從而導(dǎo)致儀器的材料配套行業(yè)的技術(shù)水平較低。雖然目前已有較大的改觀，但距離整個產(chǎn)業(yè)的要求還有一定距離。所以，還應(yīng)把標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的研究放到重要的位置。還有，在技術(shù)水平?jīng)]有達到的條件下，一味地追求精度或追求高指標(biāo)，而沒有處理好與穩(wěn)定性之間的關(guān)系。上述這些都是制約本土儀器發(fā)展的因素。

參考文獻

1 李保安，李行善的[基于組件的自動測量系統(tǒng)（ATS）軟件體系結(jié)

構(gòu)]，電子測量與儀器學(xué)報，2002年04期

2 何玲松，張蓉，【基于Web的網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器技術(shù)及應(yīng)用】，中

國機械工程，2002年09期

9

【電子測量技術(shù)與儀器】相關(guān)文章：

《電子測量儀器》教材之我見05-01

學(xué)習(xí)電子測量儀器應(yīng)雙管齊下05-01

基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的測量儀器系統(tǒng)開發(fā)04-27

測量儀器的讀數(shù)規(guī)則05-03

測控技術(shù)與儀器實習(xí)報告04-27

檢測技術(shù)及儀器簡歷范文04-30

強流短脈沖電子束束剖面測量技術(shù)04-29

測量儀器租賃合同05-26

食品分析中的傳感技術(shù)與儀器04-29

《分析測試技術(shù)與儀器》征稿簡章05-02