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我國儀器儀表工業(yè)的現(xiàn)狀、問題及原因 
   1 絕對(duì)總產(chǎn)值低。不僅是絕對(duì)量小，在經(jīng)濟(jì)總量中的比例也很薄弱。現(xiàn)有儀器儀表工業(yè)的產(chǎn)值僅為國民經(jīng)濟(jì)總值的0.7% ,比美國的4%低了很多。但我國對(duì)儀器儀表的需求量的三分之一由進(jìn)口產(chǎn)品滿足。
   2 一些大型儀器儀表企業(yè)面臨產(chǎn)品老化、技術(shù)人員流失的嚴(yán)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(chǎn)量大面廣的低檔次產(chǎn)品。技術(shù)含量較高的產(chǎn)品也有一些，但多半不掌握核心技術(shù)。民營企業(yè)的不規(guī)范經(jīng)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(kuò)大。
   5 一些高精尖的產(chǎn)品，特別是與國防有關(guān)的儀器儀表面臨國外的限制和禁運(yùn)。
   6 成套設(shè)備引進(jìn)時(shí)，我國的儀器儀表產(chǎn)品很難得到份額。

   根據(jù)我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需要和我國的實(shí)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(diǎn)在信息產(chǎn)業(yè)部“十一五”規(guī)劃專家會(huì)議上已達(dá)成共識(shí)。
   電子測量儀器是信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。測試是電子信息產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是檢測電子信息產(chǎn)品性能、質(zhì)量與安全的必要手段。過去一段時(shí)間內(nèi)對(duì)這一點(diǎn)的認(rèn)識(shí)不夠。在“十一五”中將給予進(jìn)一步重視。
   電子測量儀器產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)是小批量多品種，盡管儀器行業(yè)的產(chǎn)值在國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值中的比重并不算大，但是它在信息化社會(huì)中對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“杠桿”和“倍增”作用卻十分巨大。它的發(fā)展在相當(dāng)大的程度上代表著一個(gè)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(gè)分技術(shù)領(lǐng)域

   一、元器件和電路板測量儀
   電子元件是信息產(chǎn)業(yè)用量最大的最基礎(chǔ)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(chǎn)品
   生產(chǎn)型元件測試儀，主要用于整機(jī)生產(chǎn)單位、研究單位、教學(xué)單位等的實(shí)驗(yàn)室中，以保障使用元件的質(zhì)量，主要包括自動(dòng)RLC測試儀、磁元件自動(dòng)測試儀等。實(shí)驗(yàn)型元件測試儀，主要用于整機(jī)生產(chǎn)單位、研究單位、教學(xué)單位等的實(shí)驗(yàn)室中，以保障所用元件的質(zhì)量，主要包括LCZ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(jì)、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RLC測試儀等。
   亮點(diǎn)及機(jī)遇
   當(dāng)前，國外高頻插接件價(jià)格昂貴，但其涉及的技術(shù)主要是標(biāo)準(zhǔn)及機(jī)械精密加工。我國過去片面強(qiáng)調(diào)采用公制，走了一些彎路。現(xiàn)在已經(jīng)選擇了更為正確的發(fā)展道路，取得了相當(dāng)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(shù)領(lǐng)域涉及的主要技術(shù)包括計(jì)算機(jī)輔助的自動(dòng)測試技術(shù)、元件參數(shù)的測量方法及算法、基礎(chǔ)儀表模塊技術(shù)、ASIC設(shè)計(jì)技術(shù)、顯示技術(shù)等。
  2.器件測量儀器涉及的產(chǎn)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(chǎn)和應(yīng)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(dòng)測試系統(tǒng)、數(shù)字集成電路測試系統(tǒng)（含存儲(chǔ)器測試系統(tǒng)）、模擬集成電路測試系統(tǒng)、數(shù)模混合信號(hào)測試系統(tǒng)、集成電路驗(yàn)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(dòng)測試系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換器測試系統(tǒng)、電子顯示器自動(dòng)測試系統(tǒng)等。
   器件測量儀器涉及的主要技術(shù)
   涉及的主要硬件技術(shù)包括計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、總線技術(shù)、數(shù)字測試模塊技術(shù)、掃描測試模塊技術(shù)、測量儀器模塊技術(shù)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(zhuǎn)換、測試程序開發(fā)、DUT與測試儀之間高質(zhì)量的互連適配等。 涉及的軟件技術(shù)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(hù)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(chǎn)品
   由于電路板上要裝焊大量的電子元器件，其功能非常復(fù)雜。為了保證電路的質(zhì)量，必須對(duì)在線工藝進(jìn)行檢測，必須對(duì)功能進(jìn)行檢測。電路板測試儀涉及主要產(chǎn)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(dòng)測試儀、AXI自動(dòng)測試儀等。
   電路板測試儀涉及的主要技術(shù)
   電路板測試儀涉及的主要技術(shù)包括：彈簧針和針床技術(shù)、過驅(qū)動(dòng)技術(shù)、與數(shù)模混合信號(hào)電路測試系統(tǒng)相同的電路板動(dòng)態(tài)功能測試技術(shù)和故障自動(dòng)診斷技術(shù)、x-ray產(chǎn)生和聚焦、CCD成像技術(shù)、圖像生成和處理軟件、光學(xué)檢測的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查和圖像識(shí)別等。
  二、數(shù)字電視測量儀器技術(shù)領(lǐng)域涉及的主要產(chǎn)品及技術(shù) 
   我國是世界上最大的電視消費(fèi)國，為推進(jìn)我國電視數(shù)字化進(jìn)程，加快建立數(shù)字電視技術(shù)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)還沒有完善，研究制定擁有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)字電視系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)前最為關(guān)鍵的一項(xiàng)任務(wù)。在制定數(shù)字電視體制標(biāo)準(zhǔn)的過程中，一項(xiàng)重要的工作就是對(duì)各種系統(tǒng)技術(shù)方案和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面科學(xué)審慎的測試。發(fā)展數(shù)字電視廣播產(chǎn)業(yè)也要求各相關(guān)制造業(yè)具有新的檢測手段和與之相適應(yīng)的儀器設(shè)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(biāo)準(zhǔn)的保證、是保護(hù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的必備技術(shù)手段、是高質(zhì)量的數(shù)字電視廣播節(jié)目和附加業(yè)務(wù)的技術(shù)保障，同時(shí)也是促進(jìn)我國數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本需要。
   數(shù)字電視測試的主要對(duì)象是各種掃描格式的演播室系統(tǒng)和設(shè)備，各種信源編解碼系統(tǒng)和設(shè)備，復(fù)用/解復(fù)用設(shè)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(shè)備，及其他各種專業(yè)音視頻、射頻等設(shè)備。    
   數(shù)字電視測量儀器主要包括: 
   數(shù)字電視視頻信號(hào)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(zhì)量測試儀器
   MPEG測試儀器
   網(wǎng)絡(luò)傳輸和安全監(jiān)測儀器
   三、通信與網(wǎng)絡(luò)測量儀器技術(shù)領(lǐng)域涉及的主要產(chǎn)品及技術(shù)
   通信與網(wǎng)絡(luò)測量儀器是對(duì)通信終端設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的科研、生產(chǎn)、試驗(yàn)和運(yùn)營管理全壽命周期的各種定量、定性參數(shù)進(jìn)行分析評(píng)定的手段和方法的總稱，涉及語音、報(bào)文、數(shù)據(jù)、圖像信息的采集、信元和信道編碼與調(diào)制、傳輸媒質(zhì)、解調(diào)與解碼、信息分析與處理、信令與協(xié)議等設(shè)備和產(chǎn)品的測試與分析評(píng)價(jià)問題 。
   通信與網(wǎng)絡(luò)測量儀器技術(shù)領(lǐng)域涉及的主要產(chǎn)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)測量儀器
   5.綜合測試與自動(dòng)測試系統(tǒng)
   亮點(diǎn)及機(jī)遇
   盡管在高檔通信儀器方面我國產(chǎn)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(shí)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(jī)遇。
  通信與網(wǎng)絡(luò)測量儀器技術(shù)領(lǐng)域涉及的主要技術(shù) 
   1.數(shù)據(jù)采集與信息獲取技術(shù)
   2.數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)字編碼技術(shù)
   3.數(shù)字調(diào)制與數(shù)字解調(diào)分析技術(shù)
   4.數(shù)字傳輸與誤碼抖動(dòng)測試技術(shù)
   5.信令傳輸與分析技術(shù)
   6.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與規(guī)程分析技術(shù)
   7.射頻信號(hào)測試與分析
   8.高速光電變換技術(shù)
   9.多功能綜合測試技術(shù)
   10.模塊化自動(dòng)測試系統(tǒng)綜合集成技術(shù)
   四、通用電子信息測量儀器技術(shù)及產(chǎn)品
   1.信號(hào)源
   信號(hào)源包含函數(shù)發(fā)生器、射頻信號(hào)源、微波信號(hào)源以及矢量信號(hào)源。信號(hào)源作為通用電子測量儀器，其應(yīng)用廣泛，像頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀的內(nèi)部都要用到信號(hào)源技術(shù)。信號(hào)源的生產(chǎn)商主要是美國Agilent、德國R/S和日本Anritsu公司。目前合成信號(hào)源的頻率范圍已達(dá)到67GHz。 矢量信號(hào)源的調(diào)制技術(shù)也是當(dāng)前的一項(xiàng)主要發(fā)展方向，由于數(shù)字通信技術(shù)的需求，各種數(shù)字調(diào)制技術(shù)得到了應(yīng)用，特別是窄脈沖調(diào)制技術(shù)在國防等領(lǐng)域有重要的應(yīng)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(shè)備，應(yīng)用非常廣泛。示波器的主要生產(chǎn)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(shí)技術(shù)，由于數(shù)字示波器在功能上、經(jīng)濟(jì)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(chǎn)品，數(shù)字取樣示波器的頻帶寬度已達(dá)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(yīng)用，頻譜分析儀的生產(chǎn)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(shí)提高頻譜分析儀的信噪比，擴(kuò)展動(dòng)態(tài)測量量程和提高小信號(hào)測量的準(zhǔn)確度也是頻譜分析儀的一個(gè)發(fā)展方向。
   4.網(wǎng)絡(luò)分析儀
   網(wǎng)絡(luò)分析儀包括標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，作為測量多端口器件最有力的測量儀器，網(wǎng)絡(luò)分析儀在計(jì)量、科研、通信器件生產(chǎn)廠有著廣泛的應(yīng)用。目前網(wǎng)絡(luò)分析儀測量頻率已達(dá)到100GHz以上，動(dòng)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(nèi)每年引進(jìn)的數(shù)量巨大，同時(shí)這類儀器水平標(biāo)志著電子測量儀器研發(fā)水平。
   除此之外，近年來移動(dòng)通信測試儀器發(fā)展迅速，手機(jī)生產(chǎn)廠大量使用矢量信號(hào)源以及數(shù)字調(diào)制信號(hào)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(diǎn)
   1.高端儀器
   高端儀器代表了一個(gè)國家的信息產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平，也關(guān)系到國家安全及高科技的持續(xù)發(fā)展，像低相位噪聲、頻率大于40GHz，并帶有多種調(diào)制技術(shù)的微波合成信號(hào)源；高靈敏度、低噪聲頻譜分析儀，接收機(jī)，網(wǎng)絡(luò)分析儀等都是科研、國防所必需的設(shè)備。這類高端儀器的研究一方面能夠提高國產(chǎn)儀器的研發(fā)水平，另一方面也為今后的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，因此高端儀器的技術(shù)研究要堅(jiān)持加大研發(fā)力度，以保障儀器產(chǎn)業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展。
   2.通用儀器
   “十五”期間，國產(chǎn)的通用儀器，已具有一定的基礎(chǔ)，并且產(chǎn)品系列也已初具規(guī)模，但是儀器的質(zhì)量和可靠工作性能還沒有達(dá)到國外儀器的水平，信譽(yù)不高，影響了市場占有率。針對(duì)這一問題，應(yīng)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(biāo)及可靠性上一個(gè)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(duì)于量大面廣、市場又急需的儀器，應(yīng)加大研究力度，加大資金投入，及時(shí)、迅速地占領(lǐng)市場。
  測試測量行業(yè)的未來
   我國的電子測量儀器產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，電子測量儀器業(yè)的發(fā)展與設(shè)計(jì)業(yè)、制造業(yè)的發(fā)展相比嚴(yán)重滯后，制約著我國信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，成為急需傾國家之力重點(diǎn)突破的瓶頸。對(duì)于這一點(diǎn)，各方面已形成共識(shí)。因此，“十一五”期間我國的電子測量儀器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將面臨很好的機(jī)遇。

作者：張鐘華院士