電子測量儀器的演化與發(fā)展從總體上看沿著兩條主線展開。一是從所采用的技術(shù)上看,經(jīng)歷了模擬儀器、數(shù)字化儀器、智能儀器的發(fā)展過程;二是從儀器結(jié)構(gòu)（可擴(kuò)展性）和實(shí)現(xiàn)形式上看,經(jīng)歷了單臺(tái)儀器、模塊化儀器和虛擬儀器的發(fā)展過程。這兩條發(fā)展主線的技術(shù)基礎(chǔ)都是微電子技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù),并隨這些技術(shù)的發(fā)展以及深層次的逐漸結(jié)合而發(fā)展。
但無論儀器zui終如何發(fā)展,任何一臺(tái)儀器測量系統(tǒng)都可概括為以下三個(gè)功能組塊:信號(hào)采集（包括傳感器電路、信號(hào)調(diào)理電路）、信號(hào)分析與處理、結(jié)果表達(dá)與輸出。一個(gè)具體的儀器各部分或許有增有減，總的架構(gòu)概莫能外。
不同儀器針對的測量對象不同,傳感器的形式也不同,但傳感器的作用相同,即把自然界的模擬量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)（電壓或電流）;信號(hào)變換和調(diào)理電路對來自傳感器的電信號(hào)進(jìn)行放大、衰減、變換（包括變頻、檢波等）、濾波以及調(diào)整到適合于AD轉(zhuǎn)化的狀態(tài)。在可以預(yù)見的未來,各種傳感器、放大器、變換器還是模擬器件的領(lǐng)地。其中,傳感器是關(guān)鍵:傳感器決定了儀器的應(yīng)用范圍;AD轉(zhuǎn)換器與信號(hào)變換調(diào)理電路共同決定儀器頻帶寬度和測量精度,當(dāng)然AD的作用更為關(guān)鍵。
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信號(hào)處理部分的數(shù)字化、軟件化是儀器發(fā)展的必然選擇,也是虛擬儀器的發(fā)展基礎(chǔ)。測量就是對信息的提取,而通過時(shí)域采樣獲得的數(shù)字信號(hào)中包含有大多數(shù)所需要的測量信息,從未來技術(shù)發(fā)展講,如何實(shí)時(shí)地將這些信息有效地提取出來是新一代測量儀器發(fā)展的瓶頸之一。
對測量對象進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理,參數(shù)設(shè)置靈活,不引人額外的處理過程噪聲,可以擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍和提高測量精度,同時(shí)增強(qiáng)了儀器的穩(wěn)定性、可靠性、靈活性。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用,大大拓展了儀器的功能,儀器功能大小更多地取決于儀器的數(shù)字信號(hào)處理能力。強(qiáng)大的處理能力對同一被測信號(hào)進(jìn)行不同形式的表征,讓測試者從不同的角度觀測同一信號(hào),迅速達(dá)到測試目的。信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用,也大大拓展了儀器的使用范圍,儀器的使用已涉及到日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、軍事、航天等領(lǐng)域的各個(gè)方面。信號(hào)處理部分是發(fā)展zui快、技術(shù)水平也zui高的領(lǐng)域,在相當(dāng)大的程度上決定一個(gè)國家的儀器水平,是行業(yè)核心競爭力的集中體現(xiàn)。
另外高速ADC也是決定未來測試儀器、特別是電子測試儀器發(fā)展方向的重要因素,目前高速ADC的采集帶寬已開始進(jìn)入微波波段,這對目前微波儀器的技術(shù)體制將會(huì)產(chǎn)生越來越大的影響。但高速ADC的技術(shù)對一個(gè)國家整體技術(shù)水平,特別對IC技術(shù)水平有著極大的依賴關(guān)系,目前這方面的技術(shù)幾乎全被美國壟斷,這一點(diǎn)對國內(nèi)儀器發(fā)展的定位有著不可忽視的影響。
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