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技術文章

電子測試測量技術與市場分析
我國儀器儀表工業(yè)的現(xiàn)狀、問題及原因

　　1 **總產值低。不僅是**量小，在經濟總量中的比例也很薄弱?，F(xiàn)有儀器儀表工業(yè)的產值僅為國民經濟總值的0.7% ,比美國的4%低了很多。但我國對儀器儀表的需求量的三分之一由進口產品滿足。
　　2 一些大型儀器儀表企業(yè)面臨產品老化、技術人員流失的嚴峻局面，日益萎縮。
　　3 民營企業(yè)發(fā)展勢頭較好，但主要生產量大面廣的低檔次產品。技術含量較高的產品也有一些，但多半不掌握核心技術。民營企業(yè)的不規(guī)范經營問題也常有反映。
　　4 合資或外資企業(yè)的競爭優(yōu)勢明顯，市場份額日益擴大。
　　5 一些高精尖的產品，特別是與國防有關的儀器儀表面臨國外的限制和禁運。
　　6 成套設備引進時，我國的儀器儀表產品很難得到份額。

　　根據(jù)我國國民經濟發(fā)展的迫切需要和我國的實際現(xiàn)狀，“十一五”將加快發(fā)展我國的儀器儀表工業(yè)。這一點在信息產業(yè)部“十一五”規(guī)劃專家會議上已達成共識。
　　電子測量儀器是信息產業(yè)的重要組成部分。測試是電子信息產品設計、制造過程中的關鍵環(huán)節(jié)，是檢測電子信息產品性能、質量與**的必要手段。過去一段時間內對這一點的認識不夠。在“十一五”中將給予進一步重視。
　　電子測量儀器產業(yè)的特點是小批量多品種??盡管儀器行業(yè)的產值在國民經濟總產值中的比重并不算大，但是它在信息化社會中對經濟發(fā)展的“杠桿”和“倍增”作用卻十分巨大。它的發(fā)展在相當大的程度上代表著一個國家的科技水平、綜合國力和國際競爭力。

電子信息測量儀器的4個分技術領域

　　一、元器件和電路板測量儀

　　電子元件是信息產業(yè)用量*大的*基礎的零件，具有極重要地位。元件主要包括R、L、C、磁元件、電纜及連接件、光纜及連接件、電路板連接件、元器件連接件等。
　　1.元件測量儀器涉及的主要產品
　　生產型元件測試儀，主要用于整機生產單位、研究單位、教學單位等的實驗室中，以保障使用元件的質量，主要包括自動LCR測試儀、磁元件自動測試儀等。實驗型元件測試儀，主要用于整機生產單位、研究單位、教學單位等的實驗室中，以保障所用元件的質量，主要包括LCR測試儀、低頻阻抗分析儀、矢量阻抗分析儀、全數(shù)字LCR測量儀、數(shù)字電容計、毫歐表、兆歐表、Q表、阻抗電橋、電容電橋等。維修型元件測量儀，主要用于現(xiàn)場維修檢測，主要包括手持式LCR測試儀等。
　　亮點及機遇
　　當前，國外高頻插接件價格昂貴，但其涉及的技術主要是標準及機械精密加工。我國過去片面強調采用公制，走了一些彎路?，F(xiàn)在已經選擇了更為正確的發(fā)展道路，取得了相當好的成績。今后可以在此方面加大發(fā)展力度。元件器件和電路板測量儀器分技術領域涉及的主要技術包括計算機輔助的自動測試技術、元件參數(shù)的測量方法及算法、基礎儀表模塊技術、ASIC設計技術、顯示技術等。
　　2.器件測量儀器涉及的產品
　　龐大的電子器件家族需要各種不同的測試儀器來保證其生產和應用。主要的器件測試儀器包括：晶體管特性圖示儀、晶體管自動測試系統(tǒng)、數(shù)字集成電路測試系統(tǒng)（含存儲器測試系統(tǒng)）、模擬集成電路測試系統(tǒng)、數(shù)?；旌闲盘枩y試系統(tǒng)、集成電路驗證測試系統(tǒng)、集成電路失效分析測量儀器、IC卡測試系統(tǒng)、繼電器自動測試系統(tǒng)、光電轉換器測試系統(tǒng)、電子顯示器自動測試系統(tǒng)等。

　　器件測量儀器涉及的主要技術
　　涉及的主要硬件技術包括計算機控制技術、總線技術、數(shù)字測試模塊技術、掃描測試模塊技術、測量儀器模塊技術等。涉及的方法主要包括數(shù)字電路故障模擬、邏輯模擬、測試生成（包括SCAN、IDDQ）、各種參數(shù)測量方法及DSP處理算法、EDA/ATE之間數(shù)據(jù)格式轉換、測試程序開發(fā)、DUT與測試儀之間高質量的互連適配等。 涉及的軟件技術主要包括測試控制及開發(fā)環(huán)境、數(shù)據(jù)采集分析及圖形顯示、測試系統(tǒng)維護軟件、測試系統(tǒng)仿真軟件等。
　　3.電路板測試儀涉及的主要產品
　　由于電路板上要裝焊大量的電子元器件，其功能非常復雜。為了保證電路的質量，必須對在線工藝進行檢測，必須對功能進行檢測。電路板測試儀涉及主要產品包括：電路板功能測試儀、針床式電路板測試儀、集成電路在線測試儀、AOI自動測試儀、AXI自動測試儀等。

　　電路板測試儀涉及的主要技術
　　電路板測試儀涉及的主要技術包括：彈簧針和針床技術、過驅動技術、與數(shù)?；旌闲盘栯娐窚y試系統(tǒng)相同的電路板動態(tài)功能測試技術和故障自動診斷技術、x-ray產生和聚焦、CCD成像技術、圖像生成和處理軟件、光學檢測的設計規(guī)則檢查和圖像識別等。

　　二、數(shù)字電視測量儀器技術領域涉及的主要產品及技術

　　我國是世界上*大的電視消費國，為推進我國電視數(shù)字化進程，加快建立數(shù)字電視技術新體系，國家廣電總局在制定《我國有線電視向數(shù)字化過渡時間表》中明確指出：到2015年淘汰模擬電視。而我國目前的數(shù)字電視體制標準還沒有完善，研究制定擁有我國自主知識產權的數(shù)字電視系統(tǒng)標準是當前*為關鍵的一項任務。在制定數(shù)字電視體制標準的過程中，一項重要的工作就是對各種系統(tǒng)技術方案和標準進行**科學審慎的測試。發(fā)展數(shù)字電視廣播產業(yè)也要求各相關制造業(yè)具有新的檢測手段和與之相適應的儀器設備。因此，發(fā)展數(shù)字電視測量儀器不僅是正確建立我國數(shù)字電視體制標準的保證、是保護自主知識產權的必備技術手段、是高質量的數(shù)字電視廣播節(jié)目和附加業(yè)務的技術保障，同時也是促進我國數(shù)字電視產業(yè)發(fā)展的基本需要。
　　數(shù)字電視測試的主要對象是各種掃描格式的演播室系統(tǒng)和設備，各種信源編解碼系統(tǒng)和設備，復用/解復用設備，數(shù)字加擾/解擾系統(tǒng)，衛(wèi)星、有線、地面的數(shù)字廣播系統(tǒng)和設備，及其他各種專業(yè)音視頻、射頻等設備。

　　數(shù)字電視測量儀器主要包括:
　　數(shù)字電視視頻信號源
　　音/視頻測試儀器
　　數(shù)字電視射頻測試儀器
　　波形和圖像質量測試儀器
　　MPEG測試儀器
　　網絡傳輸和**監(jiān)測儀器

　　三、通信與網絡測量儀器技術領域涉及的主要產品及技術

　　通信與網絡測量儀器是對通信終端設備和通信網絡設備的科研、生產、試驗和運營管理全壽命周期的各種定量、定性參數(shù)進行分析評定的手段和方法的總稱，涉及語音、報文、數(shù)據(jù)、圖像信息的采集、信元和信道編碼與調制、傳輸媒質、解調與解碼、信息分析與處理、信令與協(xié)議等設備和產品的測試與分析評價問題 。
　　通信與網絡測量儀器技術領域涉及的主要產品
　　1.光纖通信測量儀器
　　2.無線通信測量儀器
　　3.數(shù)字/數(shù)據(jù)傳輸測量儀器
　　4.通信和計算機網絡測量儀器
　　5.綜合測試與自動測試系統(tǒng)

　　亮點及機遇
　　盡管在**通信儀器方面我國產品與國外尚有較大差距，但在用于現(xiàn)場測試與維修的成套儀器方面，我們已做出了較好的成績。事實上國外在這一方面尚未開發(fā)，因此加大用于現(xiàn)場測試與維修的成套儀器的發(fā)展力度也是我們的機遇。
　　通信與網絡測量儀器技術領域涉及的主要技術
　　1.數(shù)據(jù)采集與信息獲取技術
　　2.數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)字編碼技術
　　3.數(shù)字調制與數(shù)字解調分析技術
　　4.數(shù)字傳輸與誤碼抖動測試技術
　　5.信令傳輸與分析技術
　　6.網絡協(xié)議與規(guī)程分析技術
　　7.射頻信號測試與分析
　　8.高速光電變換技術
　　9.多功能綜合測試技術
　　10.模塊化自動測試系統(tǒng)綜合集成技術

　　四、通用電子信息測量儀器技術及產品

　　1.信號源
　　信號源包含函數(shù)發(fā)生器、射頻信號源、微波信號源以及矢量信號源。信號源作為通用電子測量儀器，其應用廣泛，像頻譜分析儀、網絡分析儀的內部都要用到信號源技術。信號源的生產商主要是美國Agilent、德國R/S和日本Anritsu公司。目前合成信號源的頻率范圍已達到67GHz。 矢量信號源的調制技術也是當前的一項主要發(fā)展方向，由于數(shù)字通信技術的需求，各種數(shù)字調制技術得到了應用，特別是窄脈沖調制技術在國防等領域有重要的應用。
　　2.示波器
　　示波器包含模擬示波器、數(shù)字示波器、取樣示波器以及帶有特殊測量功能的示波器。示波器作為通用的測量設備，應用非常廣泛。示波器的主要生產廠商是美國TEK公司、美國Agilent公司和美國LeCory公司。目前模擬示波器已成為過時技術，由于數(shù)字示波器在功能上、經濟上和頻帶寬度都是模擬示波器難以比擬的，因此數(shù)字示波器已完全取代模擬示波器，并且數(shù)字示波器的發(fā)展正方興未艾，數(shù)字示波器已有大于10GHz的產品，數(shù)字取樣示波器的頻帶寬度已達到80GHz。
　　3.頻譜分析儀
　　頻譜分析儀作為射頻和微波的頻域分析儀器有著廣泛的應用，頻譜分析儀的生產商主要是美國Agilent、德國R/S和日本Anritsu公司。頻譜分析儀的發(fā)展向著更高頻率方向發(fā)展，目前市場上已有40GHz的頻譜分析儀，同時提高頻譜分析儀的信噪比，擴展動態(tài)測量量程和提高小信號測量的準確度也是頻譜分析儀的一個發(fā)展方向。
　　4.網絡分析儀
　　網絡分析儀包括標量網絡分析儀和矢量網絡分析儀，作為測量多端口器件*有力的測量儀器，網絡分析儀在計量、科研、通信器件生產廠有著廣泛的應用。目前網絡分析儀測量頻率已達到100GHz以上，動態(tài)范圍大于100dB。
　　5.其他儀器
　　上述四類儀器都是量大面廣的電子測量儀器，有著巨大的市場，國內每年引進的數(shù)量巨大，同時這類儀器水平標志著電子測量儀器研發(fā)水平。
　　除此之外，近年來移動通信測試儀器發(fā)展迅速，手機生產廠大量使用矢量信號源以及數(shù)字調制信號分析儀，通信類測試儀器具有廣闊的市場。

　　通用電子信息測量儀器發(fā)展重點

　　1.**儀器
　　**儀器代表了一個國家的信息產業(yè)的技術水平，也關系到國家**及高科技的持續(xù)發(fā)展，像低相位噪聲、頻率大于40GHz，并帶有多種調制技術的微波合成信號源；高靈敏度、低噪聲頻譜分析儀，接收機，網絡分析儀等都是科研、國防所必需的設備。這類**儀器的研究一方面能夠提高國產儀器的研發(fā)水平，另一方面也為今后的發(fā)展打下堅實的技術基礎，因此**儀器的技術研究要堅持加大研發(fā)力度，以保障儀器產業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展。
　　2.通用儀器
　　“十五”期間，國產的通用儀器，已具有一定的基礎，并且產品系列也已初具規(guī)模，但是儀器的質量和可靠工作性能還沒有達到國外儀器的水平，信譽不高，影響了市場占有率。針對這一問題，應研究問題的所在，繼續(xù)在提高可靠性方面做文章，爭取在“十一五”期間將現(xiàn)有儀器的指標及可靠性上一個檔次，提高市場的占有率。
　　3.市場急需的儀器
　　像數(shù)字示波器這類對于量大面廣、市場又急需的儀器，應加大研究力度，加大資金投入，及時、迅速地占領市場。
　　測試測量行業(yè)的未來
　　我國的電子測量儀器產業(yè)基礎薄弱，電子測量儀器業(yè)的發(fā)展與設計業(yè)、制造業(yè)的發(fā)展相比嚴重滯后，制約著我國信息產業(yè)的快速發(fā)展，成為急需傾國家之力重點突破的瓶頸。對于這一點，各方面已形成共識。因此，“十一五”期間我國的電子測量儀器產業(yè)的發(fā)展將面臨很好的機遇。