近年來電子技術(shù)創(chuàng)新突飛猛進(jìn)，各種新器件、新工藝、新材料等等推動著消費(fèi)電子、汽車電子、智能醫(yī)療等領(lǐng)域的快速革新，反過來這些新興應(yīng)用進(jìn)一步加快了半導(dǎo)體技術(shù)的再創(chuàng)新。每個(gè)時(shí)代都有特定的時(shí)代標(biāo)志的產(chǎn)品，進(jìn)入到智能化設(shè)備時(shí)代，作為基礎(chǔ)和輔助的電子測試測量技術(shù)又會發(fā)生什么顛覆性的創(chuàng)新？

每個(gè)時(shí)代的工程師都見證了一代新儀器的誕生。四五十年代，他們(工程師們)使用的是陰極射線示波器和指針萬用表，現(xiàn)在通常稱這些儀器為“模擬”儀器。六七十年代，基于模數(shù)轉(zhuǎn)換器和圖形顯示的“數(shù)字”儀器成為了市場上的主流工具。現(xiàn)在正在走向工作崗位的八九十年代的新生代工程師們生長在一個(gè)科技日新月異的世界里。從電腦、網(wǎng)絡(luò)到各種智能移動設(shè)備，科技正以前所未有的迅猛速度發(fā)展，他們的時(shí)代將以新的思維推動下一代測試測量儀器的誕生。

思科最近的一份研究報(bào)告里闡述了這些新生代工程師們的特點(diǎn)及其與科技的關(guān)系：智能手機(jī)的普及程度是臺式電腦的兩倍；1/3的受訪者表示他們每30分鐘會至少查看他們的手機(jī)一次；80%的人至少頻繁使用一個(gè)手機(jī)應(yīng)用程序；每三個(gè)人中就有兩個(gè)人表示通過網(wǎng)絡(luò)與朋友聯(lián)系的方式已經(jīng)超過約會見面的方式——科技已經(jīng)改變了他們的生活和工作方式。

流行技術(shù)應(yīng)用于測試測量設(shè)備

新時(shí)代的工程師對于科技充滿好奇。他們面對變化并且迅速適應(yīng)新技術(shù)，因?yàn)樗麄兩钪O新技術(shù)帶來的好處。他們?nèi)粘Ｋ褂玫南M(fèi)電子產(chǎn)品的創(chuàng)新速度已經(jīng)超過他們所使用的專業(yè)儀器。事實(shí)上，臺式測試測量儀器的外形多年來一直沒有太大的變化。主要的部件——顯示屏、處理器、內(nèi)存、測量系統(tǒng)和旋鈕/按鈕均集成到一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的設(shè)備中。在儀器發(fā)展成熟的當(dāng)代，新時(shí)代工程師自然也希望新技術(shù)能應(yīng)用于專業(yè)的儀器中，例如集成觸摸屏、移動設(shè)備、云連接以及智能預(yù)測等多種功能，提供比以往任何時(shí)代更為顯著的技術(shù)優(yōu)勢。有哪些成熟的技術(shù)可以應(yīng)用在測試測量儀器上呢？

移動技術(shù)：基于移動設(shè)備提供的硬件資源，新組件和新技術(shù)的優(yōu)勢在新一代儀器設(shè)計(jì)中得到了充分的利用。相比當(dāng)前的儀器,新一代儀器的使用將會完全不同。運(yùn)行于移動設(shè)備的應(yīng)用程序?qū)⒇?fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和用戶界面。由于不需要使用物理旋鈕、按鍵和顯示器，儀器的硬件就只剩下測量和定時(shí)系統(tǒng)，從而獲得更小的尺寸和更低的成本。用戶也無需受限于微小的內(nèi)置顯示器、較小的板載存儲空間和緩慢的運(yùn)行速度。相反地，他們可使用較大且清晰的顯示器、千兆字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲量和多核心處理器。內(nèi)置攝像頭、麥克風(fēng)和加速度計(jì)還可實(shí)現(xiàn)新的功能，如捕捉測試設(shè)置圖像或錄制音頻注釋來與數(shù)據(jù)相結(jié)合。用戶甚至可以開發(fā)自定義應(yīng)用程序來滿足特定需求。

雖然傳統(tǒng)儀器也可以集成性能更好的組件，但是其速度慢于移動設(shè)備。消費(fèi)電子產(chǎn)品具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)和較快的創(chuàng)新周期，直接借助這些消費(fèi)電子產(chǎn)品的儀器系統(tǒng)在持續(xù)運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)的同時(shí)還可以維持較低的成本。

云連接技術(shù)：工程師通常通過U盤在儀器和計(jì)算機(jī)之間傳輸數(shù)據(jù)或者借助軟件通過以太網(wǎng)、USB連接來下載數(shù)據(jù)。這個(gè)過程相當(dāng)繁瑣，因此新時(shí)代的工程師開始設(shè)想通過云技術(shù)來實(shí)現(xiàn)即時(shí)數(shù)據(jù)訪問。Dropbox和iCloud等服務(wù)可將文件存儲于云服務(wù)器中，并自動同步所有設(shè)備的數(shù)據(jù)。結(jié)合可提供持續(xù)連接的無線和蜂窩網(wǎng)絡(luò)，用戶可隨時(shí)隨地訪問和編輯自己的文件。除了將文件存儲于云中，一些服務(wù)在云中亦提供了一系列應(yīng)用程序。借助谷歌文檔等服務(wù)，多個(gè)用戶之間還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程協(xié)作，并可在任何地方同時(shí)編輯文檔。

集成網(wǎng)絡(luò)和云連接技術(shù)的新一代儀器可以為工程師提供同樣的優(yōu)勢。多個(gè)工程師可在任何地方同時(shí)訪問數(shù)據(jù)和用戶界面。當(dāng)身處不同地方的工程師協(xié)同調(diào)試時(shí)，他們完全可以與儀器進(jìn)行實(shí)時(shí)互動來更好地理解交流問題，而不僅僅是共享靜態(tài)截圖。云技術(shù)可以極大提高工程師團(tuán)隊(duì)的效率和生產(chǎn)力。

智能感知技術(shù)：近年來開始發(fā)展的情境感知計(jì)算技術(shù)可能會從根本上改變我們與設(shè)備進(jìn)行交互的方式。該技術(shù)通過情境和環(huán)境信息來預(yù)測用戶的需求，并提供基于情境感知的內(nèi)容、功能和體驗(yàn)。其中一個(gè)典型的例子是Siri，用戶向Siri發(fā)出命令或提出問題后，Siri通過執(zhí)行操作或給予建議作出響應(yīng)。谷歌現(xiàn)也提供類似于Siri的功能，但也僅是被動地基于地理位置和數(shù)據(jù)搜索猜測用戶可能想要的信息：早晨的天氣信息和交通建議；會議提醒和到達(dá)目的地的預(yù)計(jì)時(shí)間；航班信息和登機(jī)牌等等。

當(dāng)測試測量儀器集成這些智能感知技術(shù)后，游戲規(guī)則也將發(fā)生改變。工程師經(jīng)常面臨的挑戰(zhàn)之一是雙手握著探針而無暇更改儀器的配置。語音控制不僅使您無需動手即可與儀器進(jìn)行交互，而且還讓您更輕松同儀器功能進(jìn)行互動。此外，智能預(yù)測可用來高亮顯示相關(guān)或有價(jià)值的數(shù)據(jù)。示波器可以根據(jù)信號中有價(jià)值的部分自動進(jìn)行縮放和配置，也可根據(jù)信號形狀添加相關(guān)的測量。隨著技術(shù)的發(fā)展，基于移動設(shè)備的儀器將可集成和利用情境智能感知技術(shù)的優(yōu)勢。

趨向于消費(fèi)電子化的用戶界面

Frost&Sullivan的調(diào)查顯示，工程師將傾向于把消費(fèi)電子設(shè)備的用戶界面與測試測量儀器的人機(jī)界面聯(lián)系起來。當(dāng)前的移動設(shè)備基于觸摸屏技術(shù)用戶的界面給消費(fèi)者提供了前所未有的便捷體驗(yàn)，與之相比，當(dāng)今測試測量儀器上所采用的物理旋鈕和按鍵似乎已經(jīng)無法滿足新時(shí)代工程師們的需求了。

此外，由于儀器的功能越來越多，需要不斷添加新旋鈕和按鍵來支持這些功能的操作。然而，一旦設(shè)計(jì)定型，操控面板上的布置就無法改變了。甚至有些時(shí)候，旋鈕和按鍵的操作反而顯得冗余和效率低下。一些儀器采用多層菜單系統(tǒng)和“軟按鈕”的方法來應(yīng)對各種不同的操作，但是這些系統(tǒng)的復(fù)雜性又將衍生其他使用操作問題。不少新時(shí)代工程師抱怨現(xiàn)在的儀器操作繁瑣。

棄用物理按鈕和旋鈕而采用觸摸屏設(shè)計(jì)的用戶界面就可以解決這些難題。與固化的儀器控制界面不同，觸摸屏可以動態(tài)地顯示與當(dāng)前任務(wù)相關(guān)的內(nèi)容和控件。用戶可直接對屏幕上的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，而不是通過操作旋鈕和按鈕。此外，他們還可采用基于手勢的操作，比如直接在示波器圖形上兩指并攏，來更改time/div或volts/div?；谟|摸屏的界面提供了一種更有效、更直接的方式來替代物理旋鈕和按鍵。

除了觸摸屏等更易用的用戶界面外，對Windows、iOS、Android等操作系統(tǒng)的集成支持也是未來發(fā)展的方向。

多功能儀器整合為一體化平臺

無論是在公司、工廠、還是大學(xué)、科研單位，標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)測試測量實(shí)驗(yàn)臺通常包括信號示波器，數(shù)字萬用表，可變成電流電源，函數(shù)發(fā)生器等。組建這樣一套儀器設(shè)備費(fèi)用至少在六千美金以上。對于資金不是很寬裕的中小企業(yè)或機(jī)構(gòu)也是一筆不小的費(fèi)用。

同時(shí)，這樣的實(shí)驗(yàn)臺也有一定的局限性，占據(jù)很大的桌面或臺面空間，儀器的界面不統(tǒng)一，需要分別操作，使用煩瑣，而且基本上是固定使用，對于需要多臺儀器功能移動使用的場合基本無法實(shí)現(xiàn)。

因此，把多臺儀器整合為一臺，實(shí)現(xiàn)界面統(tǒng)一顯示，實(shí)現(xiàn)信息的全面直觀呈現(xiàn)并且具有便捷直接的操控設(shè)計(jì)已經(jīng)成為業(yè)界的趨勢。

筆者以為，如果能夠借助計(jì)算機(jī)或當(dāng)前流行的平板移動設(shè)備的軟硬件平臺的優(yōu)勢，直接作為儀器硬件的人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)上述特點(diǎn)絕非難事。更何況計(jì)算機(jī)或平板能帶來的衍生功能不勝枚舉，大空間的數(shù)據(jù)存儲能力，后續(xù)進(jìn)一步的分析，甚至針對儀器的程序開發(fā)，云共享等，工程師將會有更多的空間去發(fā)掘儀器使用的可能性。什么時(shí)候會有一起廠商推出這樣的設(shè)備呢？讓我們拭目以待吧。