面對高速化、行動化、模組化的量測設備產品發展趨勢

Agilent N9343C HSA產品專為戶外執行射頻系統安裝、維護人員所設計，可在1M~16GHz及20GHz的頻率範圍提供快速量測。Agilent

量測設備與操作技術，一直是左右產品開發階段能否順利的關鍵，尤其在現今影音與數位資料傳輸技術持續朝高速應用發展，而在零組件領域如LED、太陽能等元件設備，在新技術導入之後，必須搭配多元量測技術來滿足系統效能驗證的需求，如何規劃完善的量測對策，便成為提升產品開發效率的關鍵...

量測儀器是資訊產品甚至是零組件開發過程中不可或缺的輔助裝置，目前市場上主要由安捷倫(Agilent)、太克科技(Tektronix)、羅德史瓦茲(Rohde & Schwarz)...等量測大廠持續推出產品以因應量測應用需求，歷經2009年金融海嘯與景氣變化，量測大廠也針對市場進行不同的策略調整。

例如，Tektronix被丹納赫(Danaher)購併而在產品與運營方向進行調整，羅德史瓦茲則推出示波器產品，安捷倫則重新調整產品方向，捨棄還未能達到利潤要求的事業單位，相準目前需求度較高的量測領域，嘗試精準滿足市場量測需求，整體量測市場的競爭日趨白熱化。

高速量測難度高 量測儀器業者積極應戰

以目前IT產業的發展趨勢，現有的傳輸技術，如USB 2.0、IEEE 1394等資料傳輸技術，對消費者而言已經有點不敷使用，尤其是BD藍光媒體與TB級硬碟等大容量儲存媒體陸續面市，整體網路環境朝光纖化、高速化發展下，巨量資料的儲存、傳輸與處理需求已經浮上檯面。

目前業者在因應如第3代通用序列匯流排(USB 3.0)、PCIe、序列式先進附加介面(SATA)、Thunderbolt...等高速傳輸介面標準，在量測儀器方面，首要因應的即是設備的取樣率(Sampling rate)、頻寬(Bandwidth)與記錄量測資料的長度，皆已成為量測解決方案的重大挑戰。

多數的業者會嘗試升級量測設備的主機板，透過更換更高效能的處理器、零組件，讓設備發揮量測方法的最大優勢，同時整合PC端的量測記錄軟體，來達到因應多元受測產品與專案項目，解決現有高複雜度的量測問題。

持續減低雜訊、提高取樣率

基本上，受測產品或開發項目的頻寬(Bandwidth)越高，代表運行過程所產生的雜訊也相對提高許多。而量測設備需面對的第1個問題，即是如何在雜訊與真實訊號中，準確濾除雜訊並取得純淨的真實訊號進行記錄與分析。

因此，如何減少雜訊，是高速傳輸介面量測必須面對的關鍵議題。一般而言，以取樣率100Gbit/s的示波器來進行眼圖測試的表現，會比取樣率50Gbit/s的示波器來得更為精確。

而透過量測儀器進行的操作過程，只是確認能否得到準確的測試結果，但事實上確認開發標的物的現況與表現，只是一個過程，開發者的真正目的是想根據量測結果進行產品的設計改善，或是從量測結果來判斷問題癥結點。例如，受測產品經過量測儀表測試，一旦發現無法達到要求的信號水準，開發者也希望能透過量測設備去找到改善方法。

利用軟體進行分析、記錄 達到快速確認問題核心的目標

一般的狀況，開發者可透過量測儀器來判斷眼圖與抖動的呈現差異，來進行更深入的問題分析，但這必須搭配豐富的操作經驗，才能擁有開發與修正能力，新的趨勢是透過自動化軟體來進行決策輔助，同時也能透過電腦來協助分析、改善設計問題。

尤其是目前需大量進行量測處理的USB、SATA、PCIe、 Thunderbolt...等多元傳輸技術與標準，透過軟體整合的方式，即可在單一部量測儀器機台透過軟體功能切換，針對不同開發項目或傳輸技術標準，備妥所需的歷史分析數據進行輔助分析。

除了設備的性能、輔助軟體之外，量測方法也是量測設備的重要發展關鍵！序列式數據連結分析(Serial Data Link Analysis；SDLA)採行嵌入式(Embedded)或是去除式(De-embedded)量測原理，已經運行了相當多年的時間，以嵌入式Embedded量測方法為例，係透過模型來模擬訊號的傳輸過程，並嘗試在傳輸過程中嵌入時脈與參數，最後再透過示波器取樣量測。

去除式的De-embedded量測形式為透過模擬接收端的晶片等化器，透過等化器信號補償傳輸過程呈現衰減的高頻信號，判斷訊號傳輸的品質。

戶外測試需求增加 電子量測儀器設計因應

而隨著科技日新月異，對量測儀器的要求也越來越高，除要求更寬廣測試頻寬、更精準訊號測量與高取樣率外，因應戶外電子設備的蓬勃發展，也會產生大量的戶外量測需求。

目前全球廣泛佈建光纖固網設施，以因應高速寬頻服務需求。系統端與骨幹網路的量測應用，勢必不能要求工程師帶著實驗室的機台到設備端進行量測，為了因應戶外量測工作的需要，量測儀器必須做到近似實驗室量測機台的高準確度、高取樣率與高頻寬表現。

在量測設備持續朝更具效率的雜訊濾除、延伸更大的頻率分析量測範圍等性能指標的同時，這也代表著在儀表設備端所使用的系統平台，必須進行大幅度的更新與調整。

例如，為了讓量測具有更高靈敏度、更高的解析頻寬、更短的掃描時間，滿足高度可靠、快速、廣泛的量測需求，目前的設備端已經嘗試採取搭載高效能中央處理器(CPU)、固態硬碟(Solid State Drive；SSD)等整合型式，以提供快速、多變的現場量測機能。

量測儀器朝模組化趨勢發展

也是因為經歷了金融海嘯，多數業者對於量測設備的投資與採購趨近保守，這代表著設備選用必須考量更多使用效益問題，必須讓單一量測設備能具備多樣化的量測操作與分析功能。

多功能的需求也帶出模組化的設備整合需求，目前較熱門的有PXI(PCI eXtensions for Instrumentation)與AXIe(AdvancedTCA Extensions for Instrumentation and Test)模組化儀器設計方案，讓設備儀器可具備工業標準的模組化擴充彈性，使單一量測設備得以因應廣泛多變的量測應用需求。