新一代示波器ASIC，打造全能信號捕手
2023-12-21 15:15:47 EETOP串行數據通信、電源管理和電源轉換技術的進步使得捕獲、觀察和分析更復雜的信號細節對于準確的測量和高效的故障排除至關重要。全新4系列B MSO混合信號示波器通過其12位ADC采集系統實現了更高的分辨率，從而滿足了這一需求。
全新4系列B MSO配備新一代示波器ASIC，盤點優勢主要在于四個方面
? 更高性能ADC（12位）
? 高清晰度波形顯示
? 改進的低噪聲、高增益模擬前端
? 消除固有噪聲的硬件濾波器
1) 高性能12位ADC
4系列B MSO示波器配備了新的TEK049 ASIC，集成四個12位高級ADC來實現100GS/s數據吞吐量。由于內置在TEK049 ASIC中的ADC是12位的，因此它們提供4096個垂直數字化級別，比以前的8位ADC高出16倍的垂直分辨率。
泰克新型12位ASIC（TEK049）
在4系列B MSO中，它們以3.125 GS/s的速度提供完成的12位樣本。在6.25GS/s時，通過12位ADC獲取數據，但將其存儲在8位存儲存儲器中，以適應ASIC和存儲器之間的最大傳輸速率。
2) 用于增強波形查看功能的高清顯示處理
TEK049 ASIC還集成了顯示處理硬件，使4系列B MSO能夠支持具有生動更新率的大型高清顯示器。1920 x 1080像素的可用性使示波器能夠利用更高的ADC分辨率，并有助于查看重要的信號細節。
在其他示波器中，顯示系統將ADC代碼壓縮為可用的垂直像素的數量，這使得用戶無法看到ADC捕獲的重要細節。TEK049還實現了具有16位色彩深度的非常快的更新速率。這種具有灰度縮放功能的快速更新率允許用戶挑選波形的關鍵特征，進一步增強了那些需要精細信號細節的用戶的查看能力。
3) 針對高帶寬和低分壓設置的更低噪聲和更大增益
新ASIC還使4系列B MSO能夠在示波器的顯示器上支持廣泛的全刻度，前端的放大器和衰減器系統調整增益，以始終充分利用ADC的全刻度。放大器噪聲需要非常低，以利用高分辨率ADC，并使示波器能夠在高帶寬和低分壓電壓設置下使用。4系列B MSO配備新型TEK026D，可確保非常低的噪聲，甚至可以在不添加探針放大器噪聲的情況下精確探測到1GHz。
泰克新型模擬前端ASIC (TEK026D)
4) 提高垂直分辨率的硬件濾波技術
通常，示波器ADC總是以最大采樣率運行，無論設置如何。當用戶設置較低的采樣率時，采樣點被抽取（拋出）以存儲所需的記錄長度/采樣率組合。這種拋出額外樣本的模式被稱為“樣本模式”。Tektronix傳統上通過一種稱為高分辨率或“HiRes”模式的方法為“額外”樣本提供了更高效的使用。在通常被稱為“boxcar averaging”的過程中，將采樣點平均在一起以創建所需的采樣率。每個采樣點由更多的信息組成，提供更好的精度，并有效地提供更高的垂直分辨率。下圖展示了樣本模式與HiRes（boxcar average）模式的對比。這項技術在今天被廣泛使用。
樣本模式 vs HiRes（boxcar average）模式
4系列B MSO改進了boxcar平均法或“HiRes”方法。新的高分辨率模式使用TEK049 ASIC中的硬件不僅執行平均，而且還為每個采樣率實現抗混疊濾波器和一組獨特設計的有限脈沖響應（FIR）濾波器，以確保用戶獲得被測原始信號的高分辨率表示。
不同模式下濾波信號的階躍響應對比
捕捉、觀察和分析各種信號的細微細節，對于尖端技術的設計和故障排除來說，從未像現在這樣至關重要。在泰克，我們致力于通過改進工程師日常使用的工具來增強他們的創新能力。4系列B MSO中由新的自定義ASIC驅動的12位ADC只是其中一個例子。縱覽泰克4系列B MSO混合信號示波器更多信息，https://www.tek.com.cn/products/oscilloscopes/4-series-mso。
