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测试工程师必备的宝藏常识:如何评估和选择测试仪器?


  来源: 恩艾在您身边 时间:2022-10-26 编辑:清风
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选择合适的测量仪器,是构建自动化测试系统的重中之重。为工作选择合适的工具知易行难,尤其是需要了解和权衡许多因素时更是如此。本指南先容了市面上仪器的主要类别,以及常见的选择标准,可帮助您缩小选择范围,从而选出最适合应用的仪器。


Part.1


模拟和射频测试仪器的范围非常广泛,分为数百个产品类别,共计数千种产品型号。而且,这些仪器也受相关物理定律的制约,即体现在放大器技术和制造仪器所需的模数转换器(ADC)上的噪声与带宽的基本原理。由于存在这些基本的物理限制,工程师经常需要在测量精确度和数据采集速度之间进行取舍。下图显示的是随着传统和模块化仪器的技术进步,速度与分辨率之间的关系如何随着时间的推移而变化。


仪器的分辨率与采样率


图中的曲线代表了不同仪器类别的示例。DMM位于图的左上角,能以低速提供高精度,示波器位于图的右下角,能以较低的分辨率进行高频采样,而数据采集(DAQ)产品位于图的左下角,具有更高的通道密度和更低的成本。


当然,如果要确定从哪个类别的仪器开始研究,首先要考虑与测量任务相关的一些问题,例如信号的方向与信号的频率等。因此,小伙伴们可以扫描二维码,下载最新版《仪器选择指南》白皮书查阅更详细的解读内容~


Part.2


除了认识从物理角度进行正确测量所需的模拟前端外,构建测试系统还需要采用稳定、可重复、快速且能连接PC的仪器。因此,合适的总线类型也是评估仪器的重要标准。


如今,USB、PCI Express和以太网/LAN作为仪器控制的有效通信选项而备受关注。部分行业人士称,这些总线中的某一种,其本身就代表了所有仪器需求的解决方案。实际上,未来的测试和测量系统很可能仍然会同时采用多种总线技术,因为每种总线都有独特的优势。接下来,让大家对比一下几种常见总线类型的各自特性。


01 GPIB

IEEE 488总线(通常称为GPIB)是专为仪器控制应用而设计且经过验证的总线。作为一种强大可靠的通信总线,GPIB已经应用了30年,由于具有低延迟和可接受的带宽,至今仍然是仪器控制中最常应用的通信总线。GPIB目前在行业中的应用最为广泛,市场上有10,000多种仪器型号采用GPIB连接。


GPIB的最大带宽约为1.8 MB/s,非常适合用于独立仪器的通信和控制。最新的高速版本HS488将带宽提高至8 MB/s。数据传输基于消息实现,这些消息通常采用ASCII字符的形式。多台GPIB仪器可以通过电缆连接,总距离可长达20 m,并且带宽由总线上的所有仪器共享。虽然带宽相对较低,但GPIB延迟显著低于(优于)USB,尤其低于以太网。GPIB仪器在连接到系统后不会自动检测或自动配置;但是GPIBApp仍是最佳选择之一,而且坚固耐用的电缆和连接器也适用于恶劣的物理环境。无论是实现现有设备自动化的应用,还是需要高度专业化仪器的系统,GPIB都是它们的理想选择。


02  USB

USB近年来已广泛用于连接计算机外设。这种趋势已经扩展到测试和测量领域,越来越多的仪器供应商在仪器中添加了USB设备控制器功能。虽然大多数笔记本电脑、台式机和服务器可能配有多个USB端口,但这些端口通常都连接到同一个主机控制器,因此USB带宽要由所有端口共享。


USB的延迟相对较短(介于延迟最长的以太网和延迟最短的PCI和PCI Express之间),并且电缆长度最长为5 m。USB设备可自动检测,这意味着与LAN或GPIB等其他技术不同,当用户将USB设备连接至PC时会马上被PC识别和配置。在本文所先容的所有总线中,USB连接器的可靠性和安全性最低。可能需要使用外部电缆扎带将其固定到位。


USB设备非常适合于需要采用便携式测量、笔记本电脑或台式数据记录以及车载数据采集的应用。USB普遍应用于PC并且具有即插即用的易用性,因此已经成为独立仪器普遍采用的通信总线。USB测试和测量类(USBTMC)产品规范可满足各种测试和测量设备的通信要求。


03 PCI

关键词:测试工程师 宝藏常识 测试仪器    浏览量:1210

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