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(dāng)前,通訊、無線通訊、自動駕駛以及AI等領(lǐng)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(yè)務(wù)模式也在隨之改變。據(jù)行業(yè)預(yù)測數(shù)據(jù)顯示,到2035年,5G移動價值鏈將為全球創(chuàng)造13萬億美元的經(jīng)濟產(chǎn)出;到2030年,人工智能將會給全球經(jīng)濟帶來13萬億美元的產(chǎn)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(fā)布會上,是德科技大中華區(qū)市場總經(jīng)理鄭紀(jì)峰先生分享:“對于整個ICT的行業(yè)而言,在未來的5年以及10年中,同樣會是一個飛速發(fā)展的行業(yè)。在所有相關(guān)的行業(yè)里,都離不開一個非常通用的儀器和設(shè)備,即數(shù)字示波器。 ”
是德科技大中華區(qū)市場總經(jīng)理鄭紀(jì)峰先生
數(shù)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(shù)字示波器和模擬示波器,是人們開展各種電現(xiàn)象研究必不可少的設(shè)備。其中數(shù)字示波器是用途最廣泛的測試儀器,尤其適用于通訊領(lǐng)域的電子設(shè)備產(chǎn)品中,如5G通訊,800G的數(shù)據(jù)中心、光模塊、雷達、毫米波,以及相關(guān)光通訊等。得益于半導(dǎo)體材料的不斷發(fā)展,電子器件也隨之取得突破創(chuàng)新。從硅基器件和IGBT,到現(xiàn)在的碳化硅MOS管、氮化鎵MOS管。尤其到第三代寬禁帶半導(dǎo)體之后,隨著前沿技術(shù)的發(fā)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(shè)備和元件的設(shè)計正變得越來越復(fù)雜。科技越發(fā)展,所使用的信號也越來越小。為了確保產(chǎn)品質(zhì)量,并最大限度地提高產(chǎn)品產(chǎn)量,工程師必須通過同時追蹤多個信號來對設(shè)計進行故障排除,進而識別出表征設(shè)計缺陷和硬件缺陷的最小信號錯誤。
為應(yīng)對這一挑戰(zhàn),近日,是德科技隆重推出14-bit模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 示波器 InfiniiVision HD3 系列通用數(shù)字示波器。據(jù)介紹,其信號分辨率是其它通用示波器的四倍以上,相比現(xiàn)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(shù)字設(shè)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(yōu)異表現(xiàn)。是德科技亞太區(qū)數(shù)字和光產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展經(jīng)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(qū)數(shù)字和光產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展經(jīng)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(shù)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(zhuǎn)換成數(shù)字信號。這個轉(zhuǎn)換的過程中,如果是8位ADC,轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化的位數(shù)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(zhǔn)確。
對于工程師來說,ADC位數(shù)一定是越高越好,帶來測試的收益也就越高。InfiniiVision HD3 系列經(jīng)過是德科技全新設(shè)計,采用定制的專用集成電路 (ASIC) 和深度內(nèi)存架構(gòu),帶寬從 200 MHz 至 1 GHz ,可加速數(shù)字調(diào)試并縮短產(chǎn)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(shù)之外,表征整個示波器系統(tǒng)噪聲的另一個重要指標(biāo)是ENOB。它其實比ADC位數(shù)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(shù)的ENOB基本是相當(dāng)。此外,同等產(chǎn)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(tǒng),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(yōu)點在于信息界面清晰整潔,還可以每個通道都用到整動態(tài)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(shù)字通道、模板測試、直方圖、FFT等功能全部標(biāo)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(fā)布會上,朱華朋還重點分享并現(xiàn)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(xué)習(xí)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(xiàn)多種串行總線的解碼和觸發(fā)。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(shè)置這些復(fù)雜的觸發(fā)。
ü 分段存儲功能,即根據(jù)設(shè)置的觸發(fā)自動測試,可以把滿足觸發(fā)條件之間這種長時間的等待信號濾掉,只保存滿足觸發(fā)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(nèi)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(yīng)哪個。所有操作的人員能夠同時看到它的響應(yīng)。并且這種基于VNC Server的遠程控制,它的響應(yīng)速度非常快,可以實時看到波形變化。
結(jié)束語
InfiniiVision HD3系列是一款便攜式的精密設(shè)備,提供全新的用戶界面,可實現(xiàn)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(shè)備更符合測試行業(yè)應(yīng)用,是德科技都盡量避免選用商用芯片,而是選擇自己開發(fā)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(xiàn)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(jì)峰表示:“目前,通用示波器技術(shù)已經(jīng)邁入了14bit的新紀(jì)元。自從是德科技率先推出首款數(shù)字示波器以來,我們持續(xù)引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。如今,通過不斷迭代發(fā)展的產(chǎn)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(xiàn)全面跨越,正式步入示波器技術(shù)的高清時代。”
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