電子測試儀器的發(fā)展趨勢分析

張家飛

摘要：本文對測量儀器接口總線的幾種典型進行了介紹，對接口總線的特點進行了分析，闡述了計算機與測量儀器與結合的有關方法，希望可以起到參考作用。

關鍵詞：發(fā)展趨勢；電子測試；儀器

隨著我國計算機技術與無線通信技術的不斷發(fā)展，信息管理、網(wǎng)絡工程與數(shù)據(jù)通信等領域的服務能力取得了巨大的突破，已經形成以通信技術、計算機技術以及自動測試技術相結合的理論體系。隨著工作領域科技含量的不斷提升，網(wǎng)絡化、標準化以及計算機化成為了測試系統(tǒng)新的發(fā)展趨勢。

在新技術的支持下，尤其是在測量方法與測量理論不斷取得突破的條件下。測試系統(tǒng)與儀器無論在網(wǎng)絡功能、處理方法、圖形界面還是在計算機速度上都取得了較大的突破。相關儀器在計算機技術的幫助下不僅提高的效率也延伸出了許多功能，自動測試系統(tǒng)在應用上更加方便、靈活。每一項新技術在個人計算機的功能都能夠應用于測試設備上，比如在自動校準、自動調節(jié)以及數(shù)據(jù)采集方面的發(fā)展能夠更加有利于維修計量、生產制造以及研究開發(fā)等工作環(huán)節(jié)的開展，使相關的測量環(huán)節(jié)更加系統(tǒng)化、標準化。

由于計算機有著極強的可拓展性，通過裝置艙、接口卡以及總線擴展槽將外部儀器與計算機總線連接起來，通常計算機程序對原有功能進行延伸并應用于新的測試環(huán)節(jié)中。相比于傳統(tǒng)儀器，它的能夠真實模擬工作面板，虛擬化的工作面板能夠在屏幕上顯示出各種工具軟件以及高級語言，通過觸屏可鼠標將各種功能激活并對各個硬件進行控制，在計算機設備的幫助下，儀器的反應能力以及數(shù)據(jù)處理能力得到了大幅提升，相比于傳統(tǒng)儀器智能化程度也得到了根本性的增強。隨著測試手段以及測試儀器的不斷發(fā)展，也促進了儀器總線技術的提高與完善。

1.測試儀器接口總線的發(fā)展

自動測試系統(tǒng)在近幾年來經歷了大量的改良與創(chuàng)新，傳統(tǒng)測量儀器的接口往往只能應用于某一特定的儀器，而現(xiàn)在測量儀器的接口則有著更強的兼容性，為接口系統(tǒng)內部的重新排列創(chuàng)造了有利條件，能夠將不同廠商、不同國家所生產的設備進行連接，形成更加能夠靈活調整、靈活控制的新型測試系統(tǒng)。另外，為了使設備兼容性進一步提高，還需要不同產品生產商形成一致性較高的接口協(xié)議，統(tǒng)一規(guī)定接口的使用功能、信號傳輸形式以及電氣性能等方面，提高儀器接口的標準化水平。這種做法的根本目的在于最大程度上降低附加工程量。

2.1S-100標準總線

S-100標準總線由100條信號線與電源線構成，服務于向處理機系統(tǒng)，其中對功能以及引腳進行明確定義的總線共75個，未進行詳細規(guī)定的有9個，未定義16個，需要用戶自行進行設置。

S-100總線的原則高度方案只應用于8080微處理器，隨著接口兼容性的不斷增強，其他種類的微處理器也能夠投入應用，采用新標準的總線做作S-100BUS，信道長度在1米以內，采用IEEE-696標準

2.2EIARS-232C串行接口總線

RS-232C是連接調制解調器與CRT終端的接口總線，屬于串行類型，信道長度在15米以內。相比于IEEE-488，該制式的接口總具有結構完整、信息傳輸速度快等方面的優(yōu)點。IEEE-488雖然廣泛投入使用，然而不屬于儀器總線范疇，由于許多計算機主板上均設置有RS-232，因此也可以于儀器控制方面。然而這種制式的接口無法將儀器識別并且區(qū)分開，即無法形成儀器系統(tǒng)。RS-232的通信接口是該制式最突出的特點，可以在調制解調器的幫助下提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x發(fā)及速度。

2.3CAMAC接口總線

在自動測試系統(tǒng)不斷改良的過程中，許多設備開始使用插件儀器，然而不同插件儀器在連接與控制方法上存在較大的差異，標準化程度比較低。CAMAC接口總線是輔助核子測量工作十分重要的接口總線，只規(guī)定了連接器、插件以及機箱的尺寸以及引線和腳線的作用。由于在兼容性方面的不足，該制式的總線逐漸被取代。

2.4IEEE-488接口總線

該制式的接口由IEEE提出，信道長度在20m以內，傳輸速率在1MBytes/s以內，最大連接數(shù)據(jù)為15臺?；萜展咀钕葘⒃撝剖降慕涌谕度霊茫捎谀軌驅⒉煌呐_式儀器連接起來，在民用市場上受到了普遍的歡迎，因此該制式的接口也被稱為“惠普標準接口”，后來被美國制定為國家標準。

488總線由16條信號制式為TTL電平信號的信號線構成，分別用于同步信息交換以及雙向數(shù)據(jù)傳輸，其中“三線掛鉤”是最能夠體現(xiàn)出功能特點的技術，可以保證收發(fā)兩端在不丟失數(shù)據(jù)的情況下實現(xiàn)信號的快速傳輸。

3.發(fā)展趨勢

VXI總線儀器系統(tǒng)是與時代要求最相近的總線系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠通過更加開放的標準化結構將用戶與制造商、軟件與硬件以及系統(tǒng)與單機的關系進行規(guī)范化處理。該制式的接口總線已經廣泛應用于全球各大電子設備生產廠商，VXI產品已經有千余種。傳統(tǒng)的GPIB儀器也逐漸被VXI所取代，由于已往長期使用的ATE無線通信技術也會受到VXI的沖擊，集成電路測試系統(tǒng)也需要依照新的時代特點進行改良與創(chuàng)新。電子測試儀器的功能已經不取決于自身所具有的開關數(shù)量與按扭數(shù)量，而是體現(xiàn)在其內置軟件的數(shù)量。

雖然儀器總線有著許多的制式與特點，而個人計算機與測量儀器相連接的趨勢近些年則體現(xiàn)得十分明顯，測試系統(tǒng)的模塊化也將成為新發(fā)展趨勢的另一個重要體現(xiàn)。

結束語：

為了提高測量儀器的應用靈活性，測量儀器自身與需要能夠與各項信息系統(tǒng)相統(tǒng)一，測量儀器與測量技術相關的科研人員也需要從無線通信的角度出發(fā)將網(wǎng)絡技術、軟件技術與計算機程序技術應用到測量系統(tǒng)中，實現(xiàn)測量技術的智能化發(fā)展。