曩昔几年来，测验工程师们不断地取得有关组成仪器的各种信息。环绕组成仪器的前史、意义以及其优势的许多谈论，诞生了各式各样的文章。假如你是一位测验工程师或一个测验工程司理，曾有过大规划商用（或许根据cPCI/PXI）测验体系架构的经历，或许会将组成仪器与虚拟仪器相关起来。假如你是做军工、航天商场，并参与过多个政府工程，你或许会以为组成仪器便是NxText和ARGCS（Agile Reconfigurable Global Combat Support）方案。
在各种状况中，都很难完结针对大批量要求以及高丈量功用要求的测验运用，并考虑到评价和挑选一个微波归纳测验环境的最有用方面。本文将描绘一个挑选进程，辅导客户为相控阵雷达体系中发射接纳（T/R）模块测验挑选一个归纳完结办法。
事实上与任何商用商场比较，曩昔军工航天范畴的测验体系都没有在短期内应对过大批量需求。考虑一下这种状况：一家军工航天企业成功地进入了为相控阵雷达树立T/R模块的事务。此刻，该公司通常会从只为单台雷达制作一个或几个单元，转而根据不同的雷达运用状况，制作数百乃至数千个单元。想象一名测验工程师，一向与从事T/R模块的规划与原型作业的一组混合信号微波元件工程师进行协作。经过屡次提议，无数次会议，许多规划变化，并对一些原型累积了数千小时的测验数据，工程小组总算取得了引入几千到数百台雷达的事务，每单事务需求的模块数都比曾经制作的原型总数高出两个数量级。事实上，第一个制作合同（阶段或批次）或许等同于完结整个开发周期所需时刻。不要忘掉还有树立与测验极端杰出匹配与高功用T-R模块的附加需求，它的数量是工程开发与提议阶段次数的数千倍。
第一个出产测验方案作出来后，需求进行剖析以纠正尺度，根据出产需求挑选测验设备类型并确认测验渠道数量。在剖析支撑中，根据对原型的工程测验经历取得测验时刻基准。这一进程结束时的研讨成果表明，每个模块需求大约四小时的测验时刻，条件是在出产阶段也选用与工程开发阶段相同的方案。若考虑被测模块数量以及合同的时刻长度，这些成果或许会对财政和日程表有什么影响？怎样做才干找到一个实践可行而有利的解决方案？
被测设备（DUT）
在回应以上问题曾经，先让咱们再多了解一下DUT。一个T/R模块根本上是一个微型发射机/接纳机（收发机），它需求对相位与振幅操控带宽脉冲信号作扩大、发射，以及接纳。发射/接纳功用需求快速切换和高度阻隔。一切各级都有必要在整个作业频段内有杰出的匹配，尤其是I/P端口。T/R电路需求尽或许高效（尤其是发射端），以下降功率需求，并在尽或许小的外形尺度下削减散热。这点非常重要，因为或许要在一个相对较小的空间内装置多个模块。此刻，散热和牢靠性问题（除了接连和共同的功用以外）就成为重要考虑。其它参数也很重要，如谐波、紧缩点/输出动态规模、三阶互调（TOI）、接纳机噪声系数（为取得最好的灵敏度），以及占空比等。
因而，为保证DUT的质量与契合性，在开发期间，需求对上述一切参数细心丈量、优化和验证，并在出产期间作快速查验。别的，因为这些模块有灵敏的频率，能够经过可编程移相器作电动操控，并且有可变的输出/输入功率，需求在许多条件与状态下查验一切的特性参数。一切这些就得到了一个由多维丈量下多个丈量点界说的丈量空间，它的确需求高速和高丈量精度，以下降不确认性，然后经济而高效地完结测验。测验环境还要极端安稳，对一切丈量都体现杰出的相关性，包含相同模块和一切模块之间，因为一个雷达阵列的质量对各个T/R模块质量有相同的依靠。
出产测验方案
当在工程模式下测验时，不只需求对T-R模块原型的悉数参数和特性做许多测验，并且还要体系地逾越规范的功用参数，然后能一起供给功用（模块有必要接受的超出规范条件的量）与制作（元件与制作活动发生的变化有多少）的安全容限。这种状况下，必定有许多的重复测验，因为要作必要的修正和返工，直到保证了所需的功用和制作参数。所以，在工程阶段，测验活动简直与制作阶段相同频频，但它们首要会集在对某些模块的重复测验，而不是对多个模块作逐个测验。在此阶段，许多公司就开端确认出产中所需求的测验环境，然后防止重复作业，并供给DUT测验环境从工程到出产阶段的无缝搬运。
在出产测验中，速度与精度是要害。为了到达更好的本钱效益，出产环境中要保证尽或许少的测验站（尽或许少的操作人员），以及尽或许高的吞吐量，一起坚持最大的产值。在这种状况下，有两个额定要素就非常重要：
• 彻底统同时遵从公认规范（如NIST）的体系级校准作业。这样能保证高精度、低不确认性，以及共同的丈量成果。
• 出产测验环境与开发测验环境之间的质量共同性。这有助于高产值，以及高度相关的丈量成果。
传统测验体系与组成仪器
在鼓励丈量测验进程中有五个要害的时刻元素：DUT设置（包含预热）、鼓励设置、呼应设置、校准与实践丈量。
在传统体系中，有必要用一台中心核算机或操控器来和谐测验进程的各个进程。单台仪器的校准有必要考虑互连电缆、连接器等的要素，它们会添加测验站之间的丈量不确认性。别的，有必要在各台仪器之间树立某种水平的同步机制，以保证正确的信号注入、捕捉与剖析。关于T/R模块，DUT需求电源、操控、通讯、监控，还需求与设备其余部分的同步。
在一个组成仪器中，鼓励、呼应和DUT接口都严密地集成与同步。校准在体系级完结，直到DUT接口。因而大大削减了不确认性的来历。整个体系作为一个同质环境运转，而不是一种多目标的组合。
五个丈量通道对一个丈量通道
关于T/R模块的丈量，需求五种传统仪器：频谱剖析仪、网络剖析仪、噪声系数剖析仪、调制剖析仪和功率计。
而在组成仪器中，一切需求的丈量都经过一个呼应通道完结，一般选用公共的数字化数据。测验者不需求在多台仪器之间转化就能完结丈量，只需一个丈量通道，而无需考虑多个通道。
丈量时刻应只受DUT功用与推迟/安靖特性的约束。一旦完结这种状况，测验环境便为按速度进行优化。
关于传统仪器环境，丈量时刻依靠于运用的各台仪器，还有丈量途径与数据丈量的转化、同步，以及体系级的中心操控/排序。因为它们都与各自仪器严密相关，因而丈量本身无法作优化，也无法使用公共的采样/数字化数据块。
关于组成仪器，能够对多个丈量作排序，充分使用公共的数据块，完结丈量空间的优化。此刻，仪器之间与丈量/数据途径之间不存在切换问题，环境本身便是同步的，包含DUT。操控/排序可获取一切体系资源的最大功用优势。此外，环境为同质性，答应作接连核算、信号处理和条件运转。
让咱们看一下对T/R模块的多个基准测验，考虑到均匀有20个不同测验事例，传统机架与堆叠测验体系需求约3至4小时的测验时刻。而一个经高度优化的组成仪器只需求4至6分钟的测验时刻，其间1分钟还用于DUT的预热。即便考虑了基准近似，以及在出产测验环境中替换DUT所花的时刻，选用归纳测验环境也能够将测验速度进步30倍。
假如比较这两种体系的本钱，混合型组成仪器的初次建造本钱一般只需传统机架-堆叠体系本钱的10%。考虑在一段时期内节约的测验时刻，混合型组成仪器具有优异的本钱特性。假如咱们再考虑较少的测验站数会占用较小的空间，需求更低的供电要求，则其经济性是不容置疑的。
更便利支撑未来更新晋级
在挑选进程中，还需求特别查看一个额定项，那便是在更长的时刻周期内，两种体系能在多大程度上办理设备的更新、习惯新的需求和重新装备，以支撑多种产品系列。
传统机架-堆叠体系选用“叉车”方案办理设备更新问题，即替换。不过，假如一种仪器不再出产，替换就变得不或许，而有必要修正测验程序和测验履行办法，以习惯不相同的仪器。假如新需求落入了相应仪器的功用包络中，就或许要习惯新的需求，并为不同产品/产品系列重新装备一个传统解决方案。举个比如，假如一些丈量或悉数丈量都需求运转在一个较高频率下，则悉数相关仪器都有必要能支撑扩展的频率。那些不支撑的仪器就有必要换掉，哪怕仅仅在较高频率下作一次丈量。
另一方面，组成仪器在办理设备更新和改动需求方面特别灵敏。因为组成仪器是根据测验，而不是根据仪器，因而它们不受设备更新的影响。当需求作新的丈量时，能够简略地在归纳测验环境中编写代码（只需总的体系功用包络能支撑）。假如一个新需求的丈量落在当时包络的外面，需求的仅仅替换或添加一个或多个模块，其特性（如有较高的作业频率）可将体系功用包络扩展到新的丈量需求。
运用实例
一旦完结了对最优测验环境类型的挑选，依然需求针对特定运用去做环境的完结和定制。关于最终用户，能够购买或开发各种模块与软件，然后测验树立一个组成仪器体系，不过也有现成的解决方案，可大大简化这一进程。其间一个解决方案便是Aeroflex的SMART^E（归纳多功用自习惯可重装备测验环境）。对此特例，模块测验环境（作业频率高达40GHz）被挑选为这一测验运用的根本环境（见图1）。
客户作出这一挑选的根据不仅仅它的功用和持有/运转本钱，还有大幅削减的发动本钱。它们包含与测验环境中DUT集成（不是简略的接口）相关的活动，以及将测验方案转化为一系列可履行测验程序/次序。
