
1.電子測(cè)量?jī)x器概述
1.1電子測(cè)量?jī)x器基本概念
電子測(cè)量?jī)x器是以電子信息技術(shù)為基礎(chǔ),將電子測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)等技術(shù)融合集成在單臺(tái)設(shè)備或多臺(tái)設(shè)備,所形成的檢測(cè)裝置(系統(tǒng))。通過捕獲被測(cè)設(shè)備、器件、材料的電信號(hào)、光信號(hào)、電磁信號(hào)等物理參量變化,從而獲取和分析設(shè)備參數(shù)及運(yùn)行狀態(tài)。具有測(cè)量頻率范圍寬、量程寬、方便靈活、速度快,以及能夠與人工智能等新一代信息技術(shù)深度融合等特點(diǎn)。
在當(dāng)前我國(guó)制造業(yè)向高端化智能化綠色化轉(zhuǎn)型的背景下,電子測(cè)量技術(shù)對(duì)工藝提升、質(zhì)量控制等方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用。
1.2電子測(cè)量?jī)x器關(guān)鍵器部件與技術(shù)
1.2.1高端測(cè)量芯片
芯片是電子測(cè)量?jī)x器的核心,其采購(gòu)額占比占據(jù)電子測(cè)量?jī)x器的35%~45%。由于電子測(cè)量?jī)x器所需芯片種類眾多、功能和性能不同、芯片研發(fā)投入大且研發(fā)周期長(zhǎng),多數(shù)電子測(cè)量?jī)x器企業(yè)選擇與相關(guān)芯片設(shè)計(jì)廠商合作設(shè)計(jì)制造芯片,部分企業(yè)也選擇自行設(shè)計(jì)研發(fā)匹配本品牌測(cè)量?jī)x器的專用模擬前端芯片、專用ADC、專用數(shù)字信號(hào)處理芯片、專用寬帶差分探頭放大器芯片、微波射頻芯片等,通過優(yōu)化芯片布局提升測(cè)量?jī)x器的整體測(cè)量精度、抗干擾能力以及運(yùn)算速度。高
性能的ADC、DAC、FPGA芯片為沖擊中高端電子測(cè)量?jī)x器市場(chǎng)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),能夠?qū)﹄娮訙y(cè)量?jī)x器產(chǎn)品性能提升、產(chǎn)品系統(tǒng)集成度提高和降低生產(chǎn)成本等方面起到關(guān)鍵作用。
1.2.2高端測(cè)量部件
具有寬頻帶、高頻率、高性能、高穩(wěn)定性、低噪聲特點(diǎn)的電子測(cè)量?jī)x器部件,是支撐微波/毫米波通信測(cè)試、復(fù)雜電磁環(huán)境模擬測(cè)試、芯片測(cè)試等精密測(cè)量的重要保障。例如,使用良好的合金材料、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工工藝的高端微波部件,可有效減小電子測(cè)量?jī)x器/測(cè)試系統(tǒng)的體積、重量、功耗和熱耗,并提升可靠性和抗強(qiáng)電磁干擾能力;此外,其功率和相位隨著溫度的變化波動(dòng)微小,使得電子測(cè)量?jī)x器/測(cè)試系統(tǒng)的環(huán)境控制要求大幅降低。
1.2.3軟件與算法
電子測(cè)量軟件技術(shù)主要包括信號(hào)處理、校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)分析等算法。信號(hào)處理算法用于對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行濾波、去噪、放大等處理,以提高信號(hào)的質(zhì)量和準(zhǔn)確性;校準(zhǔn)算法用于對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn),消除儀器本身的誤差和偏差,提高測(cè)量的精度和可靠性;數(shù)據(jù)分析算法用于對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和處理,提取出有用的信息,為測(cè)量結(jié)果提供支撐。
國(guó)內(nèi)外主流測(cè)試軟件均具備測(cè)試環(huán)境拓?fù)涿枋?、測(cè)試監(jiān)控、測(cè)試腳本開發(fā)、測(cè)試數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、測(cè)試執(zhí)行數(shù)據(jù)采集與展示、測(cè)試結(jié)果分析等功能,基于此類開發(fā)工具可以實(shí)現(xiàn)半實(shí)物仿真測(cè)試軟件的開發(fā)與部署。
1.3電子測(cè)量?jī)x器產(chǎn)品
電子測(cè)量?jī)x器產(chǎn)品類目眾多,按儀器功能劃分,主要分為信號(hào)發(fā)生類儀器、信號(hào)分析類儀器、基本電量測(cè)量類儀器、元器件測(cè)試類儀器、網(wǎng)絡(luò)與通信測(cè)試類儀器、太赫茲及光電測(cè)試類儀器、電源及電源測(cè)試類儀器、模塊化儀器及自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)、輔助測(cè)量裝置。
1.3.1信號(hào)發(fā)生類儀器
信號(hào)發(fā)生類儀器通過產(chǎn)生各種幅度、頻率、相位可變的仿真信號(hào)或激勵(lì)信號(hào),實(shí)現(xiàn)對(duì)其他電子設(shè)備(如放大器、濾波器、接收器和發(fā)射器等)的測(cè)試和校準(zhǔn)。主要用于測(cè)試放大器(通過將信號(hào)發(fā)生器連接到放大器的輸入端,可以測(cè)試放大器的增益、帶寬和失真等參數(shù))、校準(zhǔn)濾波器(通過將信號(hào)發(fā)生器連接到濾波器的輸入端,可以校準(zhǔn)濾波器的中心頻率、通帶和阻帶等參數(shù))、測(cè)試接收器和發(fā)射器(通過將信號(hào)發(fā)生器連接到接收器或發(fā)射器的輸入端,可以測(cè)試其接收或發(fā)送的信號(hào)質(zhì)量和性能)、研究信號(hào)處理算法(通過產(chǎn)生各種類型的信號(hào),可以研究和測(cè)試各種信號(hào)處理算法的性能和效果)等任務(wù)。
1.3.2信號(hào)分析類儀器
信號(hào)分析類儀器通過接收并分析模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào),提供波形顯示、頻譜分析、頻率測(cè)量、功率測(cè)量等功能,實(shí)現(xiàn)
對(duì)各種類型信號(hào)的測(cè)量和分析,幫助評(píng)估信號(hào)的特性和性能。主要用于測(cè)量和分析無(wú)線通信系統(tǒng)中的信號(hào)質(zhì)量和性能指標(biāo),如信號(hào)強(qiáng)度、調(diào)制度、頻率偏移;掃描和分析無(wú)線電頻譜,檢測(cè)和識(shí)別不同頻段的信號(hào)源;對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行頻譜分析、失真測(cè)量和噪聲分析;對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行頻譜分析、功率測(cè)量和調(diào)制分析等任務(wù)。

