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示波器技术迎来新一轮成长期

2015-01-06 09:11:04

[导读]  随着人们对电子产品的质量要求越来越高,测试测量技术面临的挑战也越来越严峻。传统的模拟和数字示波器遇到了很多的瓶颈,比如垂直灵敏度和精度、触发抖动、频谱分析速度、动态范围以及隔离度等,此外,工程师越来越需要覆盖时域和频域技术的整体解决方案。在这些趋势下,测试测量技术正进入新一轮的发展期,迎来前所未有的成长机遇。2012年2月25日,国内外顶级的测试测量厂商齐聚EDN China在深圳IIC-China展会期间举办的测试测量技术研讨会,他们通过主题演讲、互动交流等方式,就测试测量技术的最新动态、发展趋势以及

   随着人们对电子产品的质量要求越来越高,测试测量技术面临的挑战也越来越严峻。传统的模拟和数字示波器遇到了很多的瓶颈,比如垂直灵敏度和精度、触发抖动、频谱分析速度、动态范围以及隔离度等,此外,工程师越来越需要覆盖时域和频域技术的整体解决方案。在这些趋势下,测试测量技术正进入新一轮的发展期,迎来前所未有的成长机遇。2012年2月25日,国内外顶级的测试测量厂商齐聚EDN China在深圳IIC-China展会期间举办的测试测量技术研讨会,他们通过主题演讲、互动交流等方式,就测试测量技术的最新动态、发展趋势以及创新方案等方面进行了分享。

  R&S:实时示波器创新提高混合域调试效率

  在嵌入式设计和调试中,硬件工程师常常会碰到数字信号和模拟信号、串行信号和并行信号同时出现的情况,传统的调试方式一般使用示波器查看模拟信号,使用逻辑分析仪查看数字信号,软件工程师还需要协议分析仪帮助调试,整个调试过程需要多台仪器帮助完成,系统复杂且成本高昂,而混合示波器兼备了上述三种仪器的主要功能,已成为嵌入式系统设计中的首选仪器。但是当下的混合示波器在实际应用中也往往会面临这样的问题,比如逻辑分析的能力太弱、采样率太低、存储时间太短、检测毛刺能力太差等问题。或者是可能同时具备这几种功能,但在使用其中一种功能时,其他方面的性能有所下降。德国罗德与施瓦茨(R&S)公司被公认为是射频和微波测试测量技术的领导者,他们将70多年的射频技术运用在示波器上,突破了传统示波器瓶颈,形成了时域和频域的整体方案的完美结合,让强大的逻辑分析功能和示波器功能兼得。

  2010年,R&S公司发布了RTO系列高性能示波器,该示波器让用户更方便、更快速获得精确结果。而去年年末,该系列示波器又增加了一项新功能,显著拓展了应用范围:它可以通过硬件选件的方式,将RTO变为一台混合信号示波器。除了常规的2个或4个模拟通道,该示波器还具有16路输入频率为400MHz的数字逻辑通道。配备选件后, RTO示波器可以在其模拟和数字部分之间进行时间相关的调试。不仅如此,它首次使用了纯数字触发系统,其触发和获取的数据共用信号路径和相同的时基,因此,其触发抖动极低,且触发信号精准。

  为了达到高采样率,传统的方法是利用多个慢速A/D转换器并行工作,并加上时间偏移来重构信号。由于这几个A/D转换器的特性不完全相同,因此在重构时会出现不匹配的现象。而R&S公司采用单核设计,其8位模数转换器有效位可以高达7位,因此动态范围很高,信号失真极小,固有噪声极低。

  据R&S区域业务发展总监Samuel LUR介绍,2010年,该公司正式进入示波器领域,基于在测试测量仪器领域的丰富经验,目前已推出了拥有尖端技术的全新示波器,实现了示波器技术从硬件到软件、从模拟到数字的整体开发。对于R&S而言,带给客户更好的测试效果和保真度至关重要,这也是他们在新产品开发中的重点。

  谈及在示波器市场的目标时,Samuel LUR表示R&S在测试测量领域占据约30%的市场份额,期望在示波器领域也能达到这样的份额。面对亚洲一些低成本示波器品牌的冲击,R&S会将其多年前收购的德国本土品牌惠美(Hameg)的产品线列入其全球销售的架构中,作为R&S 100%的全资子公司,惠美主要生产经济型的产品,面向低端市场,今年会着重将其产品方案在亚太和美国市场进行推广。目前,R&S在中国已进入了低端手持分析仪市场,Samuel LUR强调会在高、中、低端所有领域服务客户,以客户的需求为主,以保证产品质量为重。

  安捷伦:示波器最新技术及其发展趋势

  对科技创新和满足客户需求的不懈努力,是安捷伦(Agilent)的一贯追求。目前,在消费电子行业,安捷伦在智能手机、平板电脑研发测试方面,占据了主要地位。国内3G、4G手机芯片制造商,采用的都是安捷伦的DigRF测试方案,MHL官方认证实验室也100%采用了安捷伦方案,为其树立了良好的口碑。

  据安捷伦大中国区市场经理杜吉伟介绍,根据第三方调研公司Prime Data的数据,从2002年到2010年,示波器行业的年均增长率约3.5%,而安捷伦的年均增长率约10.6%,远远高于行业平均水平。而在测试测量行业,全球示波器市场占据约12亿美金的规模,大于频谱仪、网络仪等,因此这一领域的竞争也会日趋激烈。

  谈及安捷伦的发展思路时,杜吉伟表示,该公司产品范围覆盖非常广泛。在高端示波器市场,安捷伦凭借磷化铟材料技术打下了坚实的基础。以其33GHz模拟带宽的90000X系列实时示波器为例,其前置放大器带宽直接做到了33GHz模拟带宽,这正是因为安捷伦拥有成熟的磷化铟技术以及射频微波三维封装技术,解决了氮化铝散射材料应用在芯片组封装的技术难题,而还没有掌握这种高端技术的公司则必须通过其他办法提升示波器带宽,且目前还不能达到这一指标。

  除了高端的材料技术,安捷伦持续在专用芯片方面进行创新、突破。在去年推出的一系列新产品中,最突出的当属2000X 和3000X系列示波器。2000X系列产品集示波器、函数发生器、逻辑分析仪于一身,是3合1产品,3000X系列则集示波器、任意波形发生器、逻辑分析仪、协议分析仪四种功能于一身,是4合1仪器,而在2月28日,安捷伦又揭秘了第五大硬件仪器功能——数字电压表,将其升级为5合1仪器。这一系列产品的核心技术正是MegaZoom IV芯片,从而将先进的测试能力带入了低中端领域。杜吉伟补充道,基于对市场趋势的前瞻性,一部分技术在十几年前就已经集成到芯片中了,通过对成熟技术的简化应用和热门技术的快速采用,其功能日趋多样化,且性能在不断提高。

  杜吉伟认为,在高端示波器市场,信号完整性的提升会是主要趋势,安捷伦会推出针对特定应用的一揽子方案。而在中低端示波器领域,因对价格比较敏感,多合一是明显趋势,价格也会逐渐走低,未来的示波器会越来越多地囊括示波器、信号源、电压表、逻辑分析仪、协议分析、频谱分析以及计数器等功能。就安捷伦自身而言,其MegaZoom IV的黑盒子还将会被陆续被打开,对其性能指标和功能进行进一步提升。尽管2012年全球总体经济环境不容乐观,但市场始终有亮点存在,例如3G/4G无线通信、有线通信以及教育领域,都会是安捷伦重点进行推广的市场。

  泰克:最新的混合域分析技术及应用

  无线通信技术在数据传输方面的爆炸式增长,快速进入并取代了传统的有线通信市场,这种趋势在商业和个人消费市场同时存在,几乎跨越所有行业。与此同时,现代通信还在发生着更多的变化:带宽在快速增加,射频技术逐渐整合到系统设计中,时域上的变化不断增加,所有的产品都无一例外地面临着缩短上市时间、降低投入、增加产出的挑战。

  在这一趋势下,泰克(TektroNIx)公司认为混合域分析能解决当前设计面临的挑战,从而解决无线设计系统级调试、混合域设计时序分析、跟踪噪声或干扰源等测试挑战。为此,泰克推出了首台混合域分析仪 (MDO) ,它可在一台设备中观测时间相关的模拟、数字和射频信号。MDO4000系列多达21条通道,可全面查看系统特点 ,它还内置了频谱分析 ,可通过一台仪器查看时间相关的模拟信号、数字信号和RF信号,支持4条总线分析 。从结构上来看,MDO4000采用了-经过优化的RF信号采集专用硬件,包括N-接口、硬件下变频电路、集成的前置放大器、RF 阶梯衰减器。它绝不是传统的示波器FFT功能,而是独立的、同时具有时间相关的采集系统,可使用户在两个域同时达到最优的观测效果。

[整理编辑:中国测控网]
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