通用示波器進入14bit ADC高清高精度時代
2024-09-24 16:47:41 Nancy，EETOP當前，通訊、無線通訊、自動駕駛以及AI等領域，都在以日新月異的速度改變著我們生活的方方面面，甚至業務模式也在隨之改變。據行業預測數據顯示，到2035年，5G移動價值鏈將為全球創造13萬億美元的經濟產出；到2030年，人工智能將會給全球經濟帶來13萬億美元的產值；自動駕駛更將帶來超過3千億美元的市場想象空間。
近日，在是德科技新品發布會上，是德科技大中華區市場總經理鄭紀峰先生分享：“對于整個ICT的行業而言，在未來的5年以及10年中，同樣會是一個飛速發展的行業。在所有相關的行業里，都離不開一個非常通用的儀器和設備，即數字示波器。 ”
是德科技大中華區市場總經理鄭紀峰先生
數字示波器的需求趨勢
示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器，分為數字示波器和模擬示波器，是人們開展各種電現象研究必不可少的設備。其中數字示波器是用途最廣泛的測試儀器，尤其適用于通訊領域的電子設備產品中，如5G通訊，800G的數據中心、光模塊、雷達、毫米波，以及相關光通訊等。得益于半導體材料的不斷發展，電子器件也隨之取得突破創新。從硅基器件和IGBT，到現在的碳化硅MOS管、氮化鎵MOS管。尤其到第三代寬禁帶半導體之后，隨著前沿技術的發展，對通用示波器，也就是1G左右的示波器就提出了更高的要求，需要更高帶寬的示波器。
從示波器本身來說，以前AC/DC用100M或200M帶寬的示波器就夠了，但到碳化硅或者氮化鎵上，可能就需要用350MHz或者500MHz的帶寬，甚至1G帶寬的水平。設備和元件的設計正變得越來越復雜。科技越發展，所使用的信號也越來越小。為了確保產品質量，并最大限度地提高產品產量，工程師必須通過同時追蹤多個信號來對設計進行故障排除，進而識別出表征設計缺陷和硬件缺陷的最小信號錯誤。
為應對這一挑戰，近日，是德科技隆重推出14-bit模數轉換器 (ADC) 示波器 InfiniiVision HD3 系列通用數字示波器。據介紹，其信號分辨率是其它通用示波器的四倍以上，相比現在市場上主流的12-bit ADC垂直上的精度提高了4倍。本底噪聲（可檢測到微小的信號異常）低于50μV，可為數字設計人員和工程師提供高垂直分辨率。 
是德科技InfiniiVision HD3 系列是一款 14-bit ADC 示波器，信號分辨率是其他通用示波器的四倍，本底噪聲是其一半
此外，InfiniiVision HD3系列可同時兼容深存儲跟波形捕獲率的優異表現。是德科技亞太區數字和光產品業務拓展經理朱華朋先生介紹說：“InfiniiVision HD3系列存儲深度可達到100兆個點，每個通道100兆，相比是德科技的3000G系列示波器提升了25倍。而波形捕獲率一直是是德科技示波器最出眾的地方，InfiniiVision HD3系列又進一步提升波形捕獲率，達到一百三十萬次/秒，進而能夠快速捕獲異常信號。”
是德科技亞太區數字和光產品業務拓展經理朱華朋先生
InfiniiVision HD3系列的噪聲控制
示波器的噪聲控制永遠都是綜合性的，其中ADC位數是最重要的一個因素，還包括示波器的前端，模擬前端的控制、底噪的控制，也都是非常重要的因素。ADC就是把模擬的信號，即測的電壓波形，通過ADC的芯片轉換成數字信號。這個轉換的過程中，如果是8位ADC，轉一個5伏電壓，是把它分成256份，256個量化等級；如果是12位，就是4096份；如果是14比特，那就是16384份去轉化。轉化的位數越高，就越精細。那么，去表征這個波形的時候，就可以非常精確；測試信號的時候，噪聲和紋波測試也更加準確。
對于工程師來說，ADC位數一定是越高越好，帶來測試的收益也就越高。InfiniiVision HD3 系列經過是德科技全新設計，采用定制的專用集成電路 (ASIC) 和深度內存架構，帶寬從 200 MHz 至 1 GHz ，可加速數字調試并縮短產品上市時間。朱華朋表示：“示波器的升級主要就是看帶寬的。帶寬的升級是示波器價值比較高的部分，而且示波器的價格就是由帶寬定義的。”
除了ADC位數之外，表征整個示波器系統噪聲的另一個重要指標是ENOB。它其實比ADC位數更為重要。朱華朋介紹說：“InfiniiVision HD3系列的ENOB達到并超過10.4位，包括就算是10bit的MXR、EXR，也跟競爭對手12bit ADC位數的ENOB基本是相當。此外，同等產品下，市場上最好的12位比特的ADC的ENOB是8.9位，是德科技的3000G、4000G系列的ENOB是6.9位，所以這也是InfiniiVision HD3系列低噪聲能夠測試更精密信號的一個最根本原因。”
智能軟件
InfiniiVision HD3系列擁有高度靈活和友好的用戶界面，其搭載了嵌入式系統，提供了友好的用戶界面， 可以給工程師帶來熟悉的使用體驗。 特別是獨特的4屏顯示， 將四路信號分別顯示。這種顯示的優點在于信息界面清晰整潔，還可以每個通道都用到整動態范圍的ADC；再比如，多個帶寬限制選項、自動啟用高清模式、自定義測量閾值等功能；更重要的是，是德科技首次將數字通道、模板測試、直方圖、FFT等功能全部標配，只要買上一臺這樣的示波器，這些軟件就都有了。
在此次新品發布會上，朱華朋還重點分享并現場演示了InfiniiVision HD3系列的幾個特色功能。
ü 故障獵人：這是以前在Windows示波器上才有的。有了這個軟件，示波器可以通過學習測試波形， 自動捕獲異常信號， 如毛刺、矮脈沖、緩慢邊沿等。工程師還可以使用串行總線分析軟件， 實現多種串行總線的解碼和觸發。工程師甚至都不用知道自己的波形里面有什么異常，也不用知道該怎么去設置這些復雜的觸發。
ü 分段存儲功能，即根據設置的觸發自動測試，可以把滿足觸發條件之間這種長時間的等待信號濾掉，只保存滿足觸發條件的波形，可以通過100M的存儲深度等效到上G點存儲深度。
ü 遠程控制：InfiniiVision HD3系列內置有VNC Server，電腦里只要安裝有VNC Viewer，就可以對示波器進行遠程控制。同時，還允許多線程控制，即允許多個主機控制同一臺示波器。示波器先接收到哪個鍵，就會先響應哪個。所有操作的人員能夠同時看到它的響應。并且這種基于VNC Server的遠程控制，它的響應速度非常快，可以實時看到波形變化。
結束語
InfiniiVision HD3系列是一款便攜式的精密設備，提供全新的用戶界面，可實現多種功能，包括每個通道的全 ADC 和垂直分辨率、多種帶寬限制選項、高清模式支持以及自定義測量閾值。為了讓儀器設備更符合測試行業應用，是德科技都盡量避免選用商用芯片，而是選擇自己開發專用芯片。
朱華朋表示：“InfiniiVision HD3示波器雖然是3系列，但是性能比現有的4000系列示波器還要好的多，未來我們通用示波器都會基于HD的芯片平臺。”。
鄭紀峰表示：“目前，通用示波器技術已經邁入了14bit的新紀元。自從是德科技率先推出首款數字示波器以來，我們持續引領行業發展。如今，通過不斷迭代發展的產品線——UXR示波器、MXR示波器，直至最新的InfiniiVision HD3系列示波器，我們已實現全面跨越，正式步入示波器技術的高清時代。”
