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

顯而易見，儀器設(shè)備發(fā)展的主要趨勢是圍繞著滿足不斷增長的高速串行接口以及廣泛的新無線標(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測試儀和信號發(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來存儲數(shù)以百萬計(jì)的采樣數(shù)據(jù)等特性。然后，專用的測試軟件不僅可以測量通常速度和上升/下降時(shí)間，而且還提供與BER測試一樣的先進(jìn)的抖動(dòng)測量和分析。首先，儀器制造商提供了針對特定接口的自動(dòng)化測試軟件，使得標(biāo)準(zhǔn)測試更快、更容易。

串行數(shù)據(jù)測試一直是一個(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)。

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

無線測試

大規(guī)模增長的手機(jī)市場已經(jīng)創(chuàng)立了所有新型的測試和測量要求。增加了數(shù)十種要求大量而嚴(yán)格兼容測試的新無線標(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題的測試設(shè)備。先來看看一些趨勢，這將推動(dòng)快速增長的部分：

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、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)行簡單比較。其中最新的最佳方案是OFDM，這是幾乎每個(gè)新無線通信技術(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)方法的測試系統(tǒng)。

越來越多的復(fù)雜無線標(biāo)準(zhǔn)：這里列出簡短的名單：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。

視頻測試

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

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。那些不立即購買新電視機(jī)的人們將需要數(shù)以百萬計(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)多年來急劇增長，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)趨勢朝著更大和更高品質(zhì)的家庭娛樂中心發(fā)展。這僅僅是個(gè)開始，更大的動(dòng)作是經(jīng)過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)問題相比是一個(gè)更為重要的內(nèi)容保護(hù)問題。VOD目前可以使用，但存在容量限制。

重新崛起的視頻會議：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)星來接收廣播。

監(jiān)視激增：可能在隱藏表面之下的一個(gè)趨勢，就是通過視頻監(jiān)控來連接這個(gè)世界?？植劳{以及在建筑物和街道上對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。