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西南证券研究发展中心 计算机研究团队 2022年6月 计算机行业-通用电子测量仪器专题报告 厚积薄发,蓄力前行 2 4 核心观点 电子测量是科技发展的重要环节 电子测量仪器是电子装备科研、生产、试验的关键设备,是科技发展的重要环节,在通讯、半导体、汽车电子、医疗电子、消费电子、航空航天、教育科研等多个领域发挥重要作用。随着我国科技发展水平不断提高、工业化进程持续加快,电子测量行业需求快速增长,行业呈现智能化、软件化的新趋势。 下游需求增加叠加国产替代进程加快,国内厂商成长空间广阔 电子测量行业主要应用于工业场景,随着中国工业化步入快车道,国内电子测量仪器需求持续增加,根据Frost&Sullivan数据,中国电子测量仪器的市场规模在2015-2019年间由171.5亿元增长至300.9亿元,年均复合增长率15.09%,预计2025年达到 422.9 亿元,保持增长态势。中国电子测量市场目前由国外厂商占据主导,国外工业化起步较早,下游需求带动电子测量行业快速发展,国外龙头厂商经过多年积累,在产品线布局,产品性能、技术工艺、品牌地位等方面领先国内厂商,获得较高市场份额。受益于国内市场需求增加和政策大力支持,国内厂商近年来加速追赶,通过完善布局、打磨技术、自研芯片等途径,在产品技术方面持续缩小与国外龙头的差距,并以高性价比、本土化服务优势和较强的行业know how能力进行差异化竞争,不断扩大市场份额,加速国产替代,未来几年内国内电子测量仪器厂商具有广阔成长空间。 建议关注:普源精电、鼎阳科技、坤恒顺维、创远仪器等。 风险提示:宏观经济承压、行业竞争加剧、政策支持力度不及预期、下游需求不及预期、国产替代不及预期、原材料采购受限、研发项目不及预期等风险。 1 4 5 目 录 2 4 1 电子测量科技发展的重要环节 2 行业空间广阔,海外厂商占据主导 3 海外龙头积淀深厚,领先优势明显 4 政策积极推动,国内厂商持续追赶 4 4 5 电子测量仪表厂商梳理 2 3 1.1 电子测量简介-行业概述 数据来源:电子测量仪器行业发展综述 ,是德科技官网,东方中科年报, 西南证券整理 通用电子测量仪器 电子测量仪器是以模拟电路技术、数字电路技术为基础,涵盖信号处理技术、通信技术、软件技术、总线技术等多学科融合的高精尖测量设备或系统。其用途是对电特性进行定性或定量测量,目前已经广泛应用于国民经济各个领域。电子测量仪器的产品种类繁多,一般可将其分为专用仪器和通用仪器两大类:专用仪器是为某一个或几个专门目的而设计的,如电视彩色信号发生器;通用仪器是为了测量某一个或几个电参数而设计的,可以用于多种电子测量。 电子测量仪器的技术水平体现了一个国家的科技水平,关系到国家在众多高科技领域中的能力,同时也是国防实力的重要标志。随着科技的发展,电子测量仪器呈现出智能化、软件化等新的发展形态。 1.1 电子测量简介-行业特点 基础作用重要:电子测量仪器是获取信息不可缺少的物质基础,也是高新技术产业发展的重要基石和倍增器。据统计,我国约30%的基建技改费用于购买电子测量仪器,电子测量仪器已经成为工业系统科研生产能力建设的一项重要内容。 技术门槛高:电子测量仪器在研制和生产中需要综合应用很多前沿技术和基础技术,因此对研制单位的技术积累、加工工艺条件、测试条件、环境试验条件等方面均有很高的要求,进一步抬高了该行业的技术门槛。 资源投入高:国家高度重视电子测量仪器的研发工作,陆续实施了“科学仪器基础研究专项”、“重大科学仪器设备开发重点专项” 等一系列技术攻关专项。十二五以来,国家自然科学基金委、科技部等国家部委累计投入的科研经费近百亿元,其中单个仪器项目的经费资助力度已经超过500万元。 研制周期长:由于电子测量仪器组成结构比较复杂、研制技术难度大,其产品从基础技术研发到投入市场往往需要十几年的时间,包括从基础技术到产品化应用的研究周期10年左右、从产品立项到正式投入市场的研制周期3至5年。 项目名称 项目牵头承担单位 高分辨辉光放电质谱仪研制与应用 西安交通大学 复杂徽结构三维光学显微测量仪 哈尔滨工业大学 数字化低纹波高稳定度高压电源 咸阳威思曼高压电源有限公司 数据来源:电子测量仪器行业发展综述 ,是德科技官网,东方中科年报, 西南证券整理 2021重大科学仪器设备研发重点专项 4 5 1.1 电子测量简介-技术原理 数据来源:电子测量技术及其仪器的重要性探析 , 西南证券整理 通用电子测量仪器的测量系统包括三个功能模块:信号采集模块(包括传感器电路、信号调理电路)、信号分析与处理模块、结果表达与输出模块。 测量过程首先要提取被测对象的信息,接着通过ADC转化为数字信号,利用DSP(数字信号处理)分析后将其转化为人工可识别的信号。数字信号处理(DSP)就是指用数字运算方法实现信号转换、滤波、检测、估值、调制解调以及快速算法等处理的技术。 现代电子测量仪器的优势 具体表现 测量的范围逐步增宽 与传统仪器相比,新型的电子测量仪器的量程更广,具有更大的精度,量程数量级更大,能够测量的范围也更宽。传统的电子测量仪器无法达到的效果,高新的电子测量仪器能够实现。 测量的准确性不断增强 与新技术融合之后的电子测量仪器,主要是通过电磁波或者电子运动来实现的,能够达到较高的测量精度的程度。与其他信号相比,电磁信号的传播速度更快,能够在较短的时间内获得更好的测量结果。 实现远程测量 网络技术与电子测量仪器进行融合之后,就能够实现在线测量或者远程测量,只要在仪器中加入传感器,让这些传感器放置在不便于测量的位置进行数据采集,能够实现对不同环境、不同区域的信号获取,也能够实现不间断地在线测量。 实现便捷化处理 电子测量技术在与能够与计算机技术相结合,将各种数据都传输到计算机终端,由计算机来对各项数据进行处理,使计算的准确性和速度都得到提升。 传统电子测量仪器技术原理 现代电子测量仪器技术原理 现代电子测量仪器的优势 1.2 电子测量的发展历程及趋势-发展历程 电子测量行业起源于德国,20世纪60年代迈入现代化、智能化的发展阶段,国外工业化水平高,电子测量行业已进入成熟期。 国内电子测量行业起步较晚,历经第一次发展、衰退期,正迎来第二次发展机遇。 第一次发展机遇期 (20世纪50-70年代) 得益于国家重视、支持,产业体系初具规模 数据来源: 从沉寂到复苏 电子测量仪器行业(发展篇), 西南证券整理 第一次衰退期 (20世纪80-90年代) 外资冲击、“关联经济”下行,行业有所萎缩 第二次发展机遇期 (21世纪初至今) 政策支持、技术进步,行业快速、稳健发展 我国电子测量行业发展历程 6 7 1.2 电子测量的发展历程及趋势-发展趋势 国内厂商的销售模式主要有直销、经销、ODM、电商等方式 经销模式:电子测量行业下游行业众多,客户市场存在语言、文化、市场特点等差别,通过经销商模式,厂商可以充分利用其地理、渠道等优势,更有利于销售服务。 ODM模式:最大限度降低工作成本,自主利用品牌优势。 电商模式:随着电商的快速发展,网上直销模式逐步兴起,亚马逊、阿里巴巴、天猫、京东等电商平台销售快速发展。 销售渠道多元化 需求增加 大环境及下游行业发展驱动,测试测量需求不断涌现 下游行业兴起:随着半导体行业、人工智能、新能源技术、5G等下游行业的迅速发展,对电子测量行业提出了新的挑战。不同的技术和产品涌现出新的测量需求。 国产化产品需求增强:国内工业化水平增长,迎来第二次发展机遇期,国内需求同时持续、稳定的增长。 国际形势影响:国际形势多变,美国限制芯片、软件等产品外购,以技术壁垒抬高了国内厂商的采购成本。 政策推动:2021年国家中国科学院第二十次院士大会等会议均指出,要在关键核心技术全力攻坚,实现高端仪器的自主可控。国家政策推动国内厂商持续攻克国外顶尖技术,推动国产替代。 数据来源: 前瞻经济学人, 西南证券整理 1.3 电子测量行业仪器构成-主要仪器 通用电子测量仪器是现代工业的基础设备,也是电子工业发展和国家战略性、基础性重要产业之一,应用场景广泛且需求量大。 通用电子测量仪器根据其基础测试功能不同,主要分为示波器、信号发生器、频谱分析仪、网络分析仪、电源及电子负载、万用表以及其他仪器。 数据来源: 普源精电招股书,鼎阳科技招股书,坤恒顺维招股书,西南证券整理 主要仪器构成及基础功能 产品分类 基础测试功能 示波器 观测、分析、记录各种电信号的变化 信号发生器 研发、测试、问题定位及维修电子设备 频谱分析仪 观察和测量信号幅度和信号失真,测量信号频率,功率,谐波分量,调制假信号和噪声 网络分析仪 测量网络参数,并给出各散射参数的幅度、相位频率特性 电源及电子负载 供电或吸收电能;测量、分析测试回路的电能 万用表 准确测量电压、电流等基本电学量;电路故障诊断 主要仪器 8 数据来源:宜器网,化工仪器网,百度百科,是德科技官网,西南证券整理 产品定义: 示波器是一种用来测量交流电或脉冲电流波的形状的仪器,由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成。除观测电流的波形外,还可以测定频率、电压强度等。凡可以变为电效应的周期性物理过程都可以用示波器进行观测。 应用场景: 示波器主要应用于设计、制造或维修电子设备。工程师、科学家、物理学家、维修技术人员、医生等都需要应用示波器,示波器可以用来测量电气现象、观察信号随时间的变化、测量脑电波等。 1.3 电子测量行业仪器构成-示波器 模拟示波器 数字示波器 9 数据来源:安泰测试,宜器网,西南证券整理 1.3 电子测量行业仪器构成-示波器 模拟示波器基本结构 模拟示波器工作流程 模拟示波器使用模拟电路电子枪向屏幕发射电子,发射的电子聚焦后形成电子束,投射到荧光屏。荧光屏上涂有荧光物质,从而显示出电子束的位置。 电压使电子束发生偏移,偏移的程度与电压成正比,当电压过大或过小时需要通过信号放大器或衰减器调整后进行测量,通过偏移程度的判断实现对电压的测量。 判断被测信号的频率,对X轴施加相同频率的线性电压,最终电子束在两个方向偏移,示波器展示出电压随时间的变化。 模拟示波器的主要组成部分有荧光屏、电子枪、偏转系统、信号放大器和衰减器、扫描系统。 荧光屏 示波器的显示部分,发射的电子聚焦打到荧光上时,荧光屏上所涂的荧光物质就会发光,使电子束打中的点发出荧光。 电子枪 向屏幕发射电子,聚焦形成电子束,打到屏幕上。 偏转系统 在偏转板上加以适当电压,电子束通过时,其运动方向发生偏转,电子束在荧光屏上的光斑位置随之改变。通过光点在荧光屏上偏移的距离判断电压大小,测量电压。 信号放大器和衰减器 调节示波器以适应被测信号幅值的范围,放大器对小信号进行放大,衰减器对大信号进行衰减。 扫描系统 又称时基电路,用来产生随时间线性变化的扫描电压。 10 数据来源:宜器网,硬件攻城狮等,西南证券整理 1.3 电子测量行业仪器构成-示波器 数字示波器基本结构 数字示波器工作流程 采集部分:示波器对信号进行采样 垂直系统:数字化部分,ADC将电压转换为二进制 触发部分:仪器连续采集,可自行设置触发条件,达到触发条件后进行储存,采集停止 存储部分:按时间顺序将二进制数字储存在存储器中 重建与显示部分:地址计数作为扫描电压,存储数据重建波形的幅度,在CRT屏幕上显示 数字示波器的主要组成部分有探头、放大器和衰减器、ADC、高速存储器、触发系统、处理器、液晶显示屏。 探头 用来连接电路,传输信号。 放大器和衰减器 调节示波器以适应被测信号幅值的范围,放大器对小信号进行放大,衰减器对大信号进行衰减。 ADC 又称模数转换器,将模拟信号转换为数字,影响示波器采样率。 存储器 储存ADC处理后的数据,存储器缓存即存储深度。 触发系统 设置触发信号,有条件进行数据处理和储存。 处理器 负责采样及数据的进一步处理和控制波形的重建、显示和永久储存数据。 液晶显示屏 数字示波器的显示部分,显示处理器处理后的数据。 11 数据来源:21ic电子网,电子芯吧客,西南证券整理 1.3 电子测量行业仪器构成-示波器 带宽: 带宽通常指正弦波信号被衰减至信号-3dB功率时的频率。选择带宽一般遵循5倍法则,示波器带宽要比待测信号的最大频率高出5倍以上,这样在测量电流波时能准确显示波形。 通道数: 示波器可以同时测试信号的通道数。 采样率: 采样率是模数转换器的转换率。数字示波器采样过程由模数转换器实现,模数转换器对进入示波器的连续信号进行离散化和数字化,便于存储和显示。采样率可以理解为相机拍摄照片的有效像素,像素越高,照片就会越清晰。 波形捕获率: 示波器每单位时间捕获波形的次数。波形捕获率可以理解为相机单位时间连续拍摄的照片数量,连续拍摄数量越多,记录过程就越详细。 存储深度: 也称记录长度,示波器的存储深度和告诉采样是可以存储的点数会反映在示波器的存储时间中,示波器存储时间 = 存储深度/采样率。 示波器高中低端分类 示波器关键指标 划分标准 产品档次 档次分类标准 国际标准 高端 最高带宽:10GHz采样率:25GSa/s 中端 最高带宽:1GHz,10GHz采样率:2.5GSa/s,25GSa/s 经济型 最高带宽:1GHz采样率:2.5GSa/s 国内标准 高端 最高带宽:2GHz采样率:5GSa/s 中端 最高带宽:300MHz,2GHz采样率:2GSa/s,5GSa/s 经济型 最高带宽:300MHz采样率:2GSa/s 12 1.3 电子测量行业仪器构成-信号发生器 信号发生器是可以提供各种频率、波形和电信号的设备。 信号发生器在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数,以及测量元器件的特性与参数时,用作测试的信号源或激励源。 主要用于研发、测试、问题定位及维修电子设备。 数据来源: 是德科技官网,普源精电官网等,西南证券整理 应用 5G OTA 测试 5G基站和终端都采用大规模天线技术,通常需要对毫米波频段的5G基站和终端的性能采用OTA测试。 OTA测试主要用来验证移动通信空中接口的发射功率和接收性能。 应用 雷达测试 测试雷达接收机电路性能。 测试雷达接收机的信噪比性能,提高雷达接收机的信噪比,提升雷达的最大作用距离。 可测试雷达接收机的抗阻塞性和灵敏度。 应用 信号仿真 为降低实验风险及成本,可以通过信号发生器模拟真实信号进行进一步实验验证。 可应用于火车高速实验时铁轨变换、飞机试机时螺旋桨运行情况等仿真模拟。 是德科技5G基站测试 电科思仪微波毫米波测试仪器 普源精电任意波形发生器 信号发生器的定义 13 1.3 电子测量行业仪器构成-信号发生器 信号发生器可主要分为正弦信号发生器、波形发生器、脉冲信号发生器以及随机信号发生器四种类型,其中正弦信号发生器和波形发生器更为常用。 数据来源: 迈昂科技等, 西南证券整理 正弦信号发生器 正弦信号是频率成分单一的常见信号源。主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益及灵敏度等。 主要构成及工作原理:主振级:产生低频正弦振荡信号;电压放大器:放大电压以达到电压输出幅度要求;功率放大器:经放大后,输出较大的功率。阻抗变换器:匹配不同的负载阻抗,以获得最大的功率输出。 波形发生器 产生特定的周期性时间函数波形(主要是正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等)信号。 广 泛适 用 于通信、仪表和自动控制系统测试等。 工作原理及工作原理:积分器:将方波积分成三角波。施米特电路:使三角波上升到某一阈值或下降到另一阈值时发生跃变而形成方波二极管整形网络:可形成不同斜度的折线段,以形成正弦波。 脉冲信号发生器 产生矩 形脉冲, 其宽度、幅度和重复频率均可调整;使用模拟信号测试雷达、通信以及其他脉冲数字系统性能。 随机信号发生器 噪声信号发生器:可在待测系统引入信号以模拟实际工作环境的噪声;也可用其代替正弦或脉冲信号,测试系统的动态特性。 伪随机信号发生器:解决噪声信号发生器由于平均测量时间短造成的统计性误差问题。 14 1.3 电子测量行业仪器构成-信号发生器 正弦信号发生器产品等级评价标准 波形发生器产品档次评价标准 数据来源: 普源精电招股书等, 西南证券整理 产品档次 评价标准 高端 最高输出频率:26.5GHz 相位噪声:-120dBc/Hz 中端 最高输出频率:6GHz,26.5GHz 相位噪声:-120dBc/Hz,-95dBc/Hz 经济型 最高输出频率:6GHz 相位噪声:-95dBc/Hz 产品档次 评价标准 高端 最高带宽:2GHz 采样率:5GSa/s 中端 最高带宽:200MHz,2GHz 采样率:500MSa/s,5GSa/s 经济型 最高带宽:200MHz 采样率:500MSa/s 正弦信号发生器的关键指标是最高输出频率和相位噪声,并根据其指标分为高、中、低端三个等级。 最高输出频率:指设备能够生成的最高信号频率,输出频率越高越好。 相位噪声:指仪器的系统频率稳定性,相位噪声越小,生成信号的准确性越高。 正弦信号发生器关键指标 正弦信号发生器的关键指标是最高带宽和采样率,并根据其指标标准分为高、中、低端三个等级。 最高带宽:带宽是波形发生器可以合成的瞬间信号的频率成分中的最高和最低频率差,带宽越大,波形发生器性能越强。 采样率:决定波形发生器带宽的上限。 波形发生器关键指标 15 数据来源:百度百科、普源精电公司官网,西南证券整理 产品定义: 频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器,是信号频域特性分析的重要工具。用于测量电信号的信号频率,功率,谐波分量,调制假信号和噪声等。频谱/信号分析仪是对无线电信号进行测量的必备手段,在高频率范围的信号中应用尤其广泛。 应用场景: 用于频域分析,即观察并分析信号的幅度(电压或功率)与频率的关系,获取时域测量中所得不到的独特信息,例如谐波分量,寄生信号,交调、噪声边带。 1.3 电子测量行业仪器构成-频谱分析仪 频谱分析仪 时域测量和频域测量 16 数据来源:百度百科,泰克中国,西南证券整理 实时频谱分析仪:能实时显示信号在某一时刻所有频率成分分析结果的频谱分析仪,在存在被测信号的有限时间内提取信号的全部频谱信息,进行分析并显示其结果,主要用于分析持续时间很短的非重复性平稳随机过程和暂态过程,也能分析40兆赫以下的低频和极低频连续信号,显示幅度和相位。 扫频频谱分析仪:可分析稳定和周期变化信号,可提供信号幅度和频率信息,适合于宽频带快速扫描测试。扫频频谱分析仪具有显示装置的扫频超外差接收机,主要用于连续信号和周期信号的频谱分析。它工作于声频直至亚毫米的波频段,只显示信号的幅度而不显示信号的相位。 实时频谱分析仪 扫频频谱分析仪 主要类型 1.3 电子测量行业仪器构成-频谱分析仪 17 频谱分析仪主要包含以下部分:射频输入衰减器,预选器或低通滤波器,混频器,中频(IF)放大器,中频滤波器,检波器,视频放大器,本振,扫描发生器和LCD显示器。 输入衰减器:信号在频谱仪中的第一级处理,频谱分析仪输入衰减器功能包含以下方面:1. 保证频谱仪在宽频范围内保持良好匹配特性;2 .保护混频及其它中频处理电路。防止部件损坏和产生过大非线性失真。 混频器:混频器完成信号的频谱搬移,将不同频率输入信号变换到相应频率。 中频滤波器:滤除中频(IF)以外的其他信号,使得只有中频信号进入后级电路,并抑制邻近信道干扰的产生,提高邻道选择性。 对数放大器:对数放大器以对数方式放大输入信号,允许有大的待测量和小的待测量同步易显示和分辨。 检波器:检波器将输入信号功率转换为输出视频电压,该电压值对应输入信号功率。 视频滤波器:视频滤波器对检波器输出视频信号进行低通滤波处理,减小视频带宽可对频谱显示中的噪声抖动进行平滑,从而减小显示噪声的抖动范围,以发现小功率信号及提高测量的可重复性。 本振信号:也称载频,本机产生的等幅波(载波)。 数据来源:百度百科,CSDN,西南证券整理 频谱分析仪构成 1.3 电子测量行业仪器构成-频谱分析仪 18 工作原理: 输入信号经过射频衰减后被控制在频谱仪的安全输入电平以内,并且调节到混频器的最佳信号电平,以防止发生混频压缩和失真。信号经过预选器和低通滤波器进入混频器,得到中频信号(中频=输入信号频率-本振信号频率)。中频滤波器滤出中频信号并进行放大。中频信号经检波和视频滤波后加到显示器上进行显示,视频滤波器的作用是对显示屏上所显示的扫迹进行平均或平滑,以减小噪声对信号幅度的影响。 数据来源:百度百科,普源精电公司官网,西南证券整理 1.3 电子测量行业仪器构成-频谱分析仪 方面 指标名称 指标解释 频率方面指标 测量频率范围 即可测量的最低的频率和最高的频率,反映频谱仪测量信号范围能力; 频率分辨率 反映频谱仪分辨两个频率间隔信号的能力。 幅度方面指标 灵敏度 频谱仪发现小信号的能力、幅度测量范围(也就是最大的输入电平与最小可测量的信号) 内部失真 反映频谱仪测量大信号的能力 动态范围 在给定的测量精度的条件下,频谱仪能够测量的同时存在于输入端的最大信号与最小信号之比。反映频谱仪同时分析大信号和小信号的能力。 分析精度和测量速度 分辨力带宽(RBW) 表征频谱仪能明确分离出两个等幅信号的能力。带宽越小,分辨力就越高。分辨力带宽决定了测量时间。 选择性 表征频谱仪能够明确分辨出两个不等幅度信号的能力,也叫形状因子。它通常被规定为中频滤波器60dB带宽和3dB带宽的比值。 剩余调频 本振的短期不稳定度表现为剩余调频,频谱仪本振稳定度会影响分辨力进一步提高。 边带噪声(相位噪声) 边带噪声是相位噪声和幅度噪声的总和,通常当已知调幅噪声远小于相位噪声时 (小于 10dB以上),在频谱仪上读出的边带噪声即为相位噪声。 视频带宽(VBW) 视频带宽(VBW)= 灵敏度/显示平均噪声电平值。它不影响频谱分析仪的频率分辨力,也不能改进灵敏度,但是它可以改善低信/噪比测量的鉴别性和重复性。 频谱分析仪关键指标 产品档次 档次分类标准 高端 最高输出频率:26.5GHz 相位噪声:-120dBc/Hz 中端 最高输出频率:6GHz,26.5GHz 相位噪声:-120dBc/Hz,-95dBc/Hz 经济型 最高输出频率:6GHz 相位噪声:-95dBc/Hz 频谱分析仪高中低端分类 19 1.3 电子测量行业仪器构成-网络分析仪 网络分析仪是一种能在宽频带内进行扫描测量以确定网络参量的综合性微波测量仪器,全称为微波网络分析仪。网络分析仪是测量网络参数的一种新型仪器,可直接测量有源或无源、可逆或不可逆的双口和单口网络的复数散射参数,并以扫频方式给出各散射参数的幅度、相位频率特性。根据其功能可分为矢量网络分析仪和标量网络分析仪,矢量网络分析仪能构测量器件的矢量性能,包括幅频特性和相位特性,标量网络分析仪只能测试器件的幅频特性,因为矢量网络分析仪的功能完全覆盖了标量网分,因此在现在的射频测试中,标量网络分析仪应用较少,矢量网络分析仪为目前实验室常用的网络分析仪。 微波矢量网络分析仪可用来测量微波器件的网络参数。常用的微波网络参数包括阻抗参数Z,导纳参数Y,转移参数A,散射参数S和传输参数T,这些参数均可以用来描述微波网络的性质,并且可以通过公式进行互相转换。矢量网络测试仪通过测试出某一个网络参数,再通过公式转换得出不同的参数。 网络分析仪可用于表征射频(RF)器件。尽管最初只是测量 S 参数,但为了优于被测器件,现在的网络分析仪已经高度集成,并且非常先进。 矢量网络分析仪是用途极广的一类仪器,它们可以表征 S 参数、匹配复数阻抗、以及进行时域测量等。早期的网络分析仪只测量幅度,同时标量网络分析仪可以测量回波损耗、增益、驻波比,以及执行其他一些基于幅度的测量。现如今,大多数网络分析仪都是可以同时测量幅度和相位的矢量网络分析仪。 数据来源:是德科技官网 ,Ofweek物联网,西南证券整理 网络分析仪的定义及原理 网络分析仪的应用 网络分析仪 20 1.3 电子测量行业仪器构成-网络分析仪 矢量网络分析仪用于测量器件和网络的反射特性和传输特性,主要包括合成信号源、S参数测试装置、幅相接收机和显示部分。 信号源: 提供被测件激励信号,网络分析仪主要测试被测件传输/反射特性与工作频率和功率的关系,网络分析仪内信号源需具备频率扫描和功率扫描功能。由振荡器、介质振荡器、源模块组件、时钟参考和小数环组成。此信号与幅相接收机中心频率实现同步扫描 。 信号分离装置/S参数测试装置: 由定向耦合器和开关构成,用于分离反射信号和入射信号。 幅相接收机: 由取样/混频器、中频处理和数字信号处理等部分组成。用 于信号的下变频及中频数字信号处理,将射频信号转换成频率固定的中频信号,网络分析仪内置多台接收机。 显示: 由图形处理器、高亮度LCD显示器、逆变器组成用于字符和图形的高亮度、高速显示。 网络分析仪基本结构 网络分析仪工作流程 矢量网络分析内置合成信号源产生信号,经过S参数测试装置分成两路,一路作为参考信号R,另一路作为激励信号。激励信号经过被测件后产生反射信号A和传输信号B,由S参数测试装置进行分离。R、A、B三路射频信号在幅相接收机中进行下变频,产生4kHz的中频信号。 此中频信号经过A/D模拟数字变换器转换为数字信号,嵌入式计算机和数字信号处理器(DSP)从数字信号中提取被测网络的幅度信息和相位信息,通过比值运算求出被测网络的S参数,最后把测试结果以图形或数据的形式显示在液晶屏幕上。 网络分析仪工作流程图 数据来源:深圳云测技术公众号,西南证券整理 21 1.3 电子测量行业仪器构成-网络分析仪 最大频率 - 矢量网络分析仪的最大频率是指其能够测量的最高频率。网络分析仪性能根据频率来划分的,频率越高,性能越高。 动态范围 - 动态范围是指能够测量元器件响应的功率范围,包括系统动态范围及接收机动态范围,系统动态范围是指用于仪器技术指标的值,是指在不采用升压放大器、不考虑被测器件增益时的仪器功能,接收机动态范围是指采用功率放大时的仪器动态范围。 输出功率 - 输出功率反映的是矢量网络分析仪的信号发生器和测试仪可将多少功率发射入被测件。高输出功率对于提升测量的信噪比或确定被测器件的压缩限制非常有用。用 dBm 表示,参考值为 50 阻抗,以便匹配大多数射频传输线的特征阻抗。 迹线噪声 - 迹线噪声是指所看到的由于系统中的随机噪声而造成的在被测器件的响应上形成的叠加噪声。 网络分析仪高中低端分类 网络分析仪关键指标 产品 产品档次 档次分类标准 频谱/信号发生仪及矢量网络分析仪 高端 最高频率范围:26.5GHz相位噪声:-120dBc/Hz 中端 最高输出频率:6GHz,26.5GHz相位噪声:-120dBc/Hz,-95dBc/Hz 低端 最高输出频率:6GHz相位噪声:-95dBc/Hz 数据来源:是德科技官网等,西南证券整理 PNA-X网络分析仪 22 23 数据来源:电子负载的功能、组成及原理, 西南证券整理 定义及原理 电源与电子负载及应用 电源及电子负载主要用于给测试对象供电或吸收测试对象产生的电能,并对测试回路的电能进行测量分析。 电子负载由电阻,电感,电容,晶体管,集成电路组成。 电子负载的原理是控制内功率MOSFET或晶体管的导通量(量占空比大小),靠功率管的耗散功率消耗电能,能够正确检测出负载电压,精确调整负载电流,同时可以实现模拟负载短路,模拟负载是感性阻性和容性,容性负载电流上升时间。 电子负载最常见的工作模式有恒流(CC)、恒压(CV)、恒功率(CP)和恒电阻(CR)模式。将电子负载编程为某一模式后,它将保持该模式,直到模式发生变化为止。 1.3 电子测量行业仪器构成-电源与电子负载 智能化功能:电子负载的智能化功能可使得负载本身能够自动完成产品测试,并支持序列的动态测试,同时可连续、脉冲、翻转并模拟任意波形动态带载。 序列功能:在电子产品开发、生产线产品老化、质量检验等复杂应用环境里,电子负载自行编辑一个复杂的测试序列,以模拟负载输入端的各种变化和执行自动测试功能。 瞬态功能:此功能是指电子负载的模组在同一功能在两个不同值之间切换,可用来测试电源动态特性,并进行各种电源的动态指标测试。 保护功能:电子负载产品全硬件实现对内(保护负载)和对外(保护被检测设备)保护,可在过电压、过电流、过功率、过温度等方面进行有效保护。 电子负载的功能 1.3 电子测量行业仪器构成-万用表 数据来源:万用表的结构组成,西南证券整理 定义及应用 万用表是一种多用途电子测量仪器,主要用于准确测量电压、电流等基本电学量以及电路故障诊断等,通常包括安培计、电压表、欧姆计等。 其应用场景包括手机发射信号频率的测试、晶体振荡器的测试、实验室测量。 工作原理 万用表的工作原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表做表头。当微小电流通过表头,就会有电流指示。但表头不能通过大电流,所以必须在表头上并联与串联一些电阻进行分流或降压,从而测出电路中的电流、电压和电阻。 核心指标 万用表的核心性能指标主要为读数分辨率,分辨率越高,测量结果越准确。 组成 原理 表头 万用表的表头是灵敏电流计。表头上的表盘印有多种符号,刻度线和数值。符号A一V一表示这只电表是可以测量电流、电压和电阻的多用表。表盘上印有多条刻度线。刻度线下的几行数字是与选择开关的不同档位相对应的刻度值。 选择开关 万用表的选择开关是一个多档位的旋转开关。用来选择测量项目和量程。一般的万用表测量项目包括:“mA”:直流电流、“V():直流电压、“V()”:交流电压、“”:电阻。 表笔和表笔插孔 表笔分为红、黑二只。使用时应将红色表笔插入标有“+”号的插孔,黑色表笔插入标有“”号的插孔。 表头 指针式:它是一只高灵敏度的磁电式直流电流表,万用表的主要性能指标基本上取决于表头的性能。表头的灵敏度是指表头指针满刻度偏转时流过表头的直流电流值,值越小表头的灵敏度愈高。 数字式:数字万用表的表头一般由一只A/D(模拟/数字)转换芯片+外围元件+液晶显示器组成 测量线路 测量线路是用来把各种被测量转换到适合表头测量的微小直流电流的电路,它由电阻、半导体元件及电池组成。 转换开关 其作用是用来选择各种不同的测量线路,以满足不同种类和不同量程的测量要求。转换开关一般是一个圆形拨盘,在其周围分别标有功能和量程。 万用表的组成结构 产品档次 档次分类标准 高端 读数分辨率:7位半 中端 读数分辨率:5位半,7位半 经济型 读数分辨率:5位半 万用表高中低端分类 万用表 24 1.4 行业主要公司商业模式 采购模式上: 行业内大多数公司实行“以产定购”的采购模式。对于一些核心的采购周期长的电子元器件,会储备一定的安全库存,同时也会根据行业供应变化情况进行策略储备以满足未来生产经营所需。 大多数公司根据销售订单安排采购,采购的原材料主要包括标准件和非标准件。对于标准化零部件,公司直接面向市场采购;对于非标准化零部件,由公司进行自主设计,再交由专业厂商按照公司的设计图纸及工艺要求进行定制生产。 销售模式上: 电子测量仪器种类众多、应用的行业、技术广泛,行业内销售模式多样,以便为不同行业、不同需求的客户,提供更为专业、全面、及时、贴身的针对性服务。 业内各大企业主要采用直销、经销、ODM、电商等方式进行销售。 数据来源: 普源精电招股书、鼎阳科技招股书、优利德招股书, 西南证券整理 销售模式 普源精电 鼎阳科技 坤恒顺维 创远仪器 思林杰 优利德 东方中科 华盛昌 直销 经销 ODM 电商 业内主要厂商的销售模式 25 26 1.4 行业主要公司商业模式 直销模式是最初始的销售模式。直销模式可以降低产品流通环节成本,最大化满足客户定制需求。厂商通常通过招投标、参与展会等方式获取直销订单。业内坤恒顺维、创远仪器等均以直销为主要销售模式,通过直销模式更好的服务客户需求,完善售后服务,提升公司品牌竞争力和影响力。 坤恒顺维 创远仪器 思林杰 东方中科 获取订单方式 商业谈判、招投标 参与行业展会、商务洽谈、招标 主动拓展、技术交流、展会营销、客户推荐 公开招标、邀请招标、竞争性谈判、单一来源采购 定价方式 - - 综合考虑原材料成本、产品技术开发难度、客户采购数量、历年回款情况等,与客户协议确定 综合考虑生产成本、市场需求、竞争情况等,与客户协商确定 业内主要公司的直销模式 公司 投标内容 采购人 中标金额 (万元) 坤恒顺维 认知无线电 智能处理平台 电子科技大学 47.1 坤恒顺维 电磁环境仿真平台 电子科技大学 47.5 坤恒顺维 深空信道模拟器 - 145.1 坤恒顺维 测控性能综合 测试系统 北京机电工程 研究所 415 创远仪器 毫米波变频芯片 东南大学 3.1 创远仪器 移动监测站建设 上海市无线电 监测站 373.4 部分公司招标情况 行业展会情况 数据来源:普源精电招股书、鼎阳科技招股书、优利德招股书,天眼查, 西南证券整理 1.4 行业主要公司商业模式 业内普源精电、鼎阳科技、优利德均以经销模式为主,对于签约和非签约经销商,各厂商在合同的签署、价格、提货政策、支持活动、账期等不同项目有不同政策,具体如下表。 业内主要厂商的经销模式项目安排 项目 普源精电 鼎阳科技 优利德 - 签约经销商 非签约经销商 签约经销商 非签约经销商 境内经销商 境外经销商 合同签署 年度产品经销协议及销售订单 销售合同 框架协议和销售订单 销售订单 年度经销合同 销售合同 价格政策 销售区域统一经销商提货价 基于项目实际情况定价 相对非签约经销商较低 相对签约经销商较高 提前支付货款有一定折扣 - 提货政策 可以进行库存备货和项目订货 仅支持项目订货 - - - - 年度销售任务 约定年度销售任务(欧洲部分区域无任务) 无年度销售任务 约定年度销售业务(美国地区无任务) 无年度销售任务 - - 市场活动支持 可以申请联合开展市场活动和分担市场费用 不支持市场活动开展 - - 公司协助提供市场活动 - 产品培训支持 定期产品和销售培训 根据最终用户需要不定期培训 - - - - 账期 给予30-60天不等的账期支持 通常无账期支持 美国经销商均有账期,国内大部分有账期,其余地区少数经销商有账期 仅极少数特定订单有账期 给予30天账期支持 信誉良好、规模较大的经销商给予适当账期 销售返点 完成约定任务后提供销售返点 无销售返点 国内有年度销售返利 无销售返利 - - 数据来源: 普源精电招股书、鼎阳科技招股书、优利德招股书, 西南证券整理 27 1.5 通用电子仪表仪器应用场景 移动通信行业 漏缆检测模块可以进行多端口测试,其测试距离远、精度高,在定制信号、移动通信的研发与生产测试等方面发挥着不可替代的作用。对铁路GSM移动通信网络的安全运行有很重要的影响,所以对漏缆性能监测及漏缆故障定位排查显得尤为重要,让信号复杂难辨、网络安全故障、远程故障等问题逐一攻破。 在移动通信行业中,电子测量仪器有着广泛的应用。信号分析系列的手持天馈分析仪可以通过精准测量回波损耗、电压驻波比、线缆损耗等参数来准确地评估系统性能,并可选配通过式功率传感器进行射频功率测量。其应用领域覆盖了移动通信行业中的线缆生产检验、船舶通信测试、公共通信安全保障等射频应用产业。 干线综测仪是对通信系统中的干线传输设备进行检测的仪器,主要对干线信息进行编解码,是通信系统中不可缺少的重要组成部分。本设备能够对其功能和性能进行测试,利用触摸屏进行人机交互,实时显示测试结果,适应多种网系的测试要求,可广泛应用于干线传输设备的测试、检验、维护机故障定位等。 干线综测仪 漏缆检测模块 数据来源: 创远仪器官网,鼎阳科技官网,普源精电官网, 西南证券整理 手持天馈分析仪 28 1.5 通用电子仪表仪器应用场景 教育教学行业 学校、研究所等教育机构同样需要应用电子测量仪器。矢量网络分析仪结合了频谱分析仪技术、信号发生器技术以及矢量网络分析技术等各项技术,可以满足教学的测试需求,波形和信号发生器通过测试低频电路、电磁兼容,也常常用于各高校的课堂教学。各类产品中,低端与中端产品常在课堂教学、实验课程中使用,而高端产品则应用于实验室级的科研任务。 优利德公司实验系统综合测试平台 优利
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