高頻測(cè)試推動(dòng)現(xiàn)代儀器設(shè)計(jì)發(fā)展

顯而易見，儀器設(shè)備發(fā)展的主要趨勢(shì)是圍繞著滿足不斷增長(zhǎng)的高速串行接口以及廣泛的新無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品。

這兩個(gè)領(lǐng)域都需要微波功能，而這僅需要以往更為深?yuàn)W的射頻測(cè)試儀器。其不再難以實(shí)現(xiàn)。吉赫茲儀器和較強(qiáng)的功能正變得很普通。不要忘記，視頻要求更高的清晰度，而電視和游戲要求更高的速度。

高速串行接口測(cè)試

在新的用于連接處理器和內(nèi)存及周邊設(shè)備(PCI Express、XAUI、10Gigabit以太網(wǎng)等)的高速串行接口的推動(dòng)下，已經(jīng)產(chǎn)生一種新的儀器，這包括了從示波器和邏輯分析儀到BER測(cè)試儀和信號(hào)發(fā)生器(圖1)。

這些儀器具有高達(dá)20至50Gbit/s的輸入采樣率，以及極大的內(nèi)部RAM來(lái)存儲(chǔ)數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的采樣數(shù)據(jù)等特性。然后，專用的測(cè)試軟件不僅可以測(cè)量通常速度和上升/下降時(shí)間，而且還提供與BER測(cè)試一樣的先進(jìn)的抖動(dòng)測(cè)量和分析。首先，儀器制造商提供了針對(duì)特定接口的自動(dòng)化測(cè)試軟件，使得標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試更快、更容易。

串行數(shù)據(jù)測(cè)試一直是一個(gè)負(fù)擔(dān)，不得不考慮很多位，以便計(jì)算協(xié)議并確定數(shù)據(jù)頭、地址、特定編碼、數(shù)據(jù)和錯(cuò)誤碼。目前，這些都已由軟件自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，并提供多種顯示選項(xiàng)。

高速串行接口的測(cè)試已建立用于其他較慢串行接口和協(xié)議的自動(dòng)測(cè)試軟件，如RS-232、SPI、CAN、I2C、USB以及其他等，這使得串行通信和聯(lián)網(wǎng)測(cè)試更快、更簡(jiǎn)單。此外，目前有什么產(chǎn)品沒(méi)有采用這些接口和協(xié)議中的至少一種？

無(wú)線測(cè)試

大規(guī)模增長(zhǎng)的手機(jī)市場(chǎng)已經(jīng)創(chuàng)立了所有新型的測(cè)試和測(cè)量要求。增加了數(shù)十種要求大量而嚴(yán)格兼容測(cè)試的新無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用，并且一些關(guān)鍵的需求變得更清晰。

目前，我們已有能夠處理這些問(wèn)題的測(cè)試設(shè)備。先來(lái)看看一些趨勢(shì)，這將推動(dòng)快速增長(zhǎng)的部分：

增加整合：更多電路和功能都被集成到一顆芯片中，這包括了混合信號(hào)、數(shù)字/射頻/線性的最基本部分。最重要的是，每種產(chǎn)品中有更多的射頻電路，如藍(lán)牙、GPS以及手機(jī)中Wi-Fi等。

推至更高頻譜：目前，2.4GHz是很常見的。但最新的射頻電路工作在更高頻段—用于802.11a WLAN和許多無(wú)繩電話的5.8GHz，3.1至10.6GHz的UWB頻段，以及即將推出的60GHz射頻系統(tǒng)。

更復(fù)雜的調(diào)制方案：很少采用老式的AM或FM。目前，純粹成熟的數(shù)字調(diào)制改善了數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)念l譜效率。甚至將BPSK和QPSK與更高水平的調(diào)制方案(如M-QAM和先進(jìn)編碼的CDMA)進(jìn)行簡(jiǎn)單比較。其中最新的最佳方案是OFDM，這是幾乎每個(gè)新無(wú)線通信技術(shù)的基礎(chǔ)，該方案需要高速FFT和IFFT。

特殊的天線技術(shù)：多輸入多輸出(MIMO)被列入與WiMAX等一樣的最新LAN標(biāo)準(zhǔn)。另外，設(shè)法將特別的聚束天線用于更新手機(jī)系統(tǒng)，來(lái)改善性能和系統(tǒng)功能。僅在最近才有了采用這些先進(jìn)方法的測(cè)試系統(tǒng)。

越來(lái)越多的復(fù)雜無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)：這里列出簡(jiǎn)短的名單：GSM/GPRS/EDGE、WCDMA、HSPA、CDMA2000、EV-DO、LTE、UMB、WiMAX、Wi-Fi 802.11n、藍(lán)牙、UWB、ZigBee、RFID、GPS/Galileo、衛(wèi)星廣播、衛(wèi)星電視、HDTV、MediaFLO以及DVB-H等。

視頻測(cè)試

在眾多應(yīng)用中視頻的加入更進(jìn)一步增加了高頻測(cè)試要求(圖2)?？紤]這些并不微妙的趨勢(shì)：

數(shù)字電視的崛起：我們看到目前HDTV應(yīng)用的步伐更快。某種程度上，這是由于FCC強(qiáng)制模擬電視廣播要在2009年2月17日結(jié)束。那些不立即購(gòu)買新電視機(jī)的人們將需要數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換盒。此外，衛(wèi)星電視(即全數(shù)字電視)多年來(lái)急劇增長(zhǎng)，從有線電視公司搶走了部分業(yè)務(wù)。

廉價(jià)的大屏幕：買得起的等離子、LCD、DLP以及其他的大屏幕電視機(jī)，引發(fā)消費(fèi)趨勢(shì)朝著更大和更高品質(zhì)的家庭娛樂(lè)中心發(fā)展。這僅僅是個(gè)開始，更大的動(dòng)作是經(jīng)過(guò)改善的視頻性能和互聯(lián)網(wǎng)電視。

互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議電視：IPTV是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供的數(shù)字視頻和音頻。各大公司像AT＆T(U-verse)和Verizon(FiOS)等已經(jīng)提供IPTV服務(wù)。但更重要的是如何提高到家庭的寬帶連接，并具有處理視頻流所要求速度的能力。

視頻點(diǎn)播：一旦解決了數(shù)字版權(quán)管理，VOD也將變得流行。其與通信技術(shù)問(wèn)題相比是一個(gè)更為重要的內(nèi)容保護(hù)問(wèn)題。VOD目前可以使用，但存在容量限制。

重新崛起的視頻會(huì)議：這一應(yīng)用早已經(jīng)誕生，并獲得幾次重生。同所有數(shù)字技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)一起，最終應(yīng)該成為主流。

手機(jī)電視：現(xiàn)在通過(guò)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)使得其形式受到限制。但不久，手機(jī)將單獨(dú)內(nèi)置電視接收器，這將從專門設(shè)計(jì)用于這一目的衛(wèi)星來(lái)接收廣播。

監(jiān)視激增：可能在隱藏表面之下的一個(gè)趨勢(shì)，就是通過(guò)視頻監(jiān)控來(lái)連接這個(gè)世界?？植劳{以及在建筑物和街道上對(duì)更好的安全性的需求已經(jīng)成為至關(guān)重要的，否則人們的最基本要求都難以保證。小型、廉價(jià)攝像頭和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使其很容易大規(guī)模的實(shí)現(xiàn)。

模擬視頻測(cè)試一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。但是，它是全新的，與數(shù)字視頻及其多種格式、壓縮方式、屏幕尺寸和其他變量等完全不一樣。