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作者: Martin Rowe 許多年來，工程師們一直在使用我們曾經稱為“基于PC的測試儀器”，這些儀器需要配置外部計算機。事實上，基于計算機的儀器曾使用如今絕跡的并口作為通信總線。另外，多年來工程師們一直在為自動化測試系統開發定制的用戶接口，如今我們已經有基于USB和以太網的示波器、數據采集系統、音頻分析儀和其它儀器，那么2014年為何還會如此引人注目呢？ 2014年是“無面板”測試儀器正兒八經從生產車間轉移到測試臺甚至工程師辦公室的一年，尤其是以頻譜分析儀和信號分析儀為代表的射頻測試設備。在2014年國際微波展會(IMS 2014)上，這種趨勢愈加明晰。包括安立、Copper Mountain、羅德與施瓦茨和Signal Hound在內的諸多公司在展會上演示了頻譜分析儀和矢量網絡分析儀(VNA)等儀器。來自是德科技和NI公司的基于PXI的射頻和無線測試儀也在IMS展會上露面。今年11月，泰克公司也攜手持式RSA306 USB頻譜分析儀加入了無面板射頻儀器俱樂部。今年發布上市的還有諸如NI公司的Audio Precision APx555音頻分析儀和VirtualBench等其它無面板儀器。 
圖1：Pico Technology和Link Instruments等公司做USB示波器也有好多年了，但現在其它測試儀器也在走“無面板”路線。Pico Technology公司的這種4824八通道示波器是2014年2月推出的，它通過USB 3.0端口連接電腦。 為何會突然出現這么多測試儀器，尤其是射頻儀器呢？部分理由源自速度更快的數據管線和性能更強大的商用電腦。Signal Hound公司于今年6月份推出的BB60C頻譜分析儀以及泰克于11月份推出的RSA306都有USB 3.0端口，它們都需要這些商用電腦進行界面展示。 “實時頻譜分析是一種需要高強度運算的應用�！盨ignal Hound公司首席執行官Bruce Devine表示，“現在計算機已經發展到完全能夠做好這種高性能運算任務的地步，因此這種方法已經沒有什么障礙�！�
圖2：利用Signal Hound BB60C頻譜分析儀的持續模式顯示的調頻廣播頻段。注意中心靠左的脈沖式諧波序列。在普通頻譜分析儀上是看不清這些圖像的。 泰克的產品經理Matt Maxwell支持Devine的觀點�！霸赨SB 3.0發明之前，將實時信號信息以足夠快的速度傳輸到筆記本電腦或平板電腦上是不可能的�！盌evin和Maxwell都介紹了Intel i5和i7處理器是如何幫助他們各自公司的產品成功商用的。這是因為使用實時快速傅里葉變換(FFT)的頻譜分析過程需要極強的運算能力。今天的電腦有能力執行這些運算，儀器制造商不需要增加昂貴的DSP或FPGA到他們的儀器中去，從而降低了產品成本。這些儀器只需要模擬前端、數字化儀和總線接口。電腦主機完成剩余的其它任務。這與較早前的趨勢剛好相反，當時儀器需要減輕主機的密集運算處理能力。
圖3：泰克RSA306使用自己公司開發的SignalVu-PC軟件產生高達6.2GHz的實時頻譜圖。 無面板儀器通常比帶前面板控制的傳統儀器要小。對生產測試機架來說這總是有好處的，因為這種場合下高度，特別是封裝是重要的一個考慮因素。但是，你的裝備了測試設備的平臺是否堆到天花板上了呢？無面板儀器可以減小高度或你的儀器堆疊尺寸。像Copper Mountain科技公司的S5048矢量網絡分析儀就占很小的平臺空間。
圖4：Copper Mountain科技公司的S5048矢量網絡分析儀可以測量從20kHz至4.8GHz的S參數。 Copper Mountain科技公司的業務發展總監Michael Kujawa也指出，將信號處理部分從儀器中拿走可以減少來自儀器設計的內部干擾問題�！巴ㄟ^去除內部計算機和相關的前面板功能可以降低靠近敏感的微波收發功能部件的EMI/EMC輻射，因而能顯著改善許多領域中的測量性能�！� S5048矢量網絡分析儀是一種小型的雙端口儀器，不過Copper Mountain公司也生產更大一些的四端口無面板儀器。當你需要更多的端口但仍然希望是無面板的儀器時，可以考慮羅德與施瓦茨的ZNBT矢量網絡分析儀。雖然基礎型號是四端口的，但你可以通過增加模塊實現24端口。在IMS 2014展會上，羅德與施瓦茨還展示了FPS無面板信號頻譜分析儀。
圖5：羅德與施瓦茨的ZNBT矢量網絡分析儀可以從4端口擴展到24端口。 安立是攜Shockline系列矢量網絡分析儀登上IMS 2014無面板射頻測試展臺的。Shockline矢量網絡分析儀有4GHz、8GHz、14GHz、20GHz、30GHz和40GHz多種型號。目標應用為制造性測試的Shockline系列專注于基本的射頻測試，信號處理部分由嵌入式PC完成，因此不需要主機。
圖6：安立的Shockline系列矢量網絡分析儀，有些是雙端口和四端口型號。 并不是所有2014年推出的無面板儀器都是與射頻相關的。在今年7月份，NI公司推出的VirtualBench是在一個盒子里裝有6個模塊的儀器，其中包含示波器、萬用表、函數發生器、邏輯分析儀、數字I/O端口和電源。它提供USB 2.0端口，可在Windows XP電腦上運行。它可以對數字化數據執行FFT，處理功能在盒子內部。它也能將軟件加載進你的PC機中。
圖7：NI的VirtualBench在單個PC控制的盒子中包含了6臺測試儀器。 Audio Precision公司(簡稱AP)已經生產PC機控制的音頻分析儀許多年了，它們是通過GPIB鏈路連接在一起的。雖然AP公司的音頻分析儀是為自動化測試臺設計的，但工程師通�？梢詫⒃摴咎峁┑能浖糜跍y試平臺應用。近年來，AP公司針對測試平臺和產品測試開發了USB連接的音頻分析儀。2014年，該公司推出了APx555。AP公司的工程技術副總裁Tom Kite認為無面板測試設備的興起有兩大理由： “工程師需要提高數據顯示、分析、存儲和共享的能力，因為他們要應付設計和待測設備中日益增加的復雜性。另外，計算機技術的演進(如處理能力，顯示器尺寸，存儲器等)支持無面板儀器性能以接近摩爾定律的速率發展�！盞ite還指出，“越來越多將測試設備用于設計、調試、確認和表征的工程師桌面上都已經有一個強大的計算機和2至3個大屏幕監視器�！�
圖8：Audio Precision APx555用戶界面為工程師提供了多個屏幕用于測試模擬和數字音頻流。 其實，封閉盒子不是唯一無面板的儀器。在2013年年末，是德科技推出了EXM無線測試裝置；2014年9月，又為毫微微蜂窩測試推出了EXF無線測試裝置(如圖9)。每臺測試儀器都可以捆綁用于專業測試的軟件，如CDMA、GSM/EDGE、WiMax或頻譜分析。
圖9：是德科技公司的EXF無線測試裝置具有多種特殊應用軟件包。 是德科技公司和NI公司都開發出了基于PXI的微波產品，如矢量網絡分析儀、矢量信號分析儀和信號源。兩家公司采用不同的軟件路線。例如是德科技提供矢量信號分析軟件，而NI公司提供LabVIEW代碼實例以便開發定制應用。
圖10：2014年基于PXI的射頻/微波測試系統，例如NI公司的這個系統，包括了矢量信號分析儀和微波信號源。 |
