通用示波器进入14bit ADC高清高精度时代

2024-09-24 16:47:41 Nancy,EETOP

当前,通讯、无线通讯、自动驾驶以及AI等领域,都在以日新月异的速度改变着我们生活的方方面面,甚至业务模式也在随之改变。据行业预测数据显示,2035年,5G移动价值链为全球创造13万亿美元的经济产出;到2030年,人工智能会给全球经济带来13万亿美元的产值;自动驾驶更将带来超过3千亿美元的市场想象空间。

近日,在是德科技新品发布会上,是德科技大中华区市场总经理郑纪峰先生分享:对于整个ICT的行业而言,在未来的5年以及10年中,同样会是一个飞速发展的行业。在所有相关的行业里,离不开一个非常通用的仪器和设备,数字示波器    

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是德科技大中华区市场总经理郑纪峰先生

 

数字示波器的需求趋势

示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器,分为数字示波器和模拟示波器,是人们开展各种电现象研究必不可少的设备。其中数字示波器是用途最广泛的测试仪器,尤其适用于通讯领域的电子设备产品中,如5G通讯,800G的数据中心、光模块、雷达、毫米波,以及相关光通讯等。得益于半导体材料的不断发展,电子器件也随之取得突破创新。从硅基器件和IGBT,到现在的碳化硅MOS管、氮化镓MOS管。尤其到第三代宽禁带半导体之后,随着前沿技术的发展,对通用示波器,也就是1G左右的示波器提出了更高的要求,需要更高带宽的示波器

示波器本身来说,以前AC/DC用100M200M带宽的示波器就够了,碳化硅或者氮化镓上,可能需要用350MHz或者500MHz的带宽,甚至1G带宽的水平。设备和元件的设计正变得越来越复杂。科技越发展,所使用的信号也越来越小。为了确保产品质量,并最大限度地提高产品产量,工程师必须通过同时追踪多个信号来对设计进行故障排除,进而识别出表征设计缺陷和硬件缺陷的最小信号错误。

为应对这一挑战,近日,是德科技隆重推出14-bit模数转换器 (ADC) 示波器 InfiniiVision HD3 系列通用数字示波器据介绍,其信号分辨率是其通用示波器的四倍以上,相比现在市场上主流的12-bit ADC垂直上的精度提高了4倍。本底噪声(可检测到微小的信号异常)低于50μV,为数字设计人员和工程师提供高垂直分辨率。 图片7.png

是德科技InfiniiVision HD3 系列是一款 14-bit ADC 示波器,信号分辨率是其他通用示波器的四倍,本底噪声是其一半

此外,InfiniiVision HD3系列可同时兼容深存储跟波形捕获率的优异表现。是德科技亚太区数字和光产品业务拓展经理朱华朋先生介绍说:“InfiniiVision HD3系列存储深度达到100兆个点每个通道100相比是德科技3000G系列示波器提升了25倍。波形捕获率一直是是德科技示波器最出众的地方,InfiniiVision HD3系列进一步提升波形捕获率,达到一百三十万次/秒,进而能够快速捕获异常信号。

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是德科技亚太区数字和光产品业务拓展经理朱华朋先生

 

InfiniiVision HD3系列的噪声控制

示波器的噪声控制永远都是综合性的,其中ADC位数是最重要的一个因素,包括示波器的前端,模拟前端的控制、底噪的控制,也都是非常重要的因素。ADC就是把模拟的信号,测的电压波形,通过ADC的芯片转换成数字信号。这个转换的过程中,如果是8位ADC,转一个5伏电压,是把它分成256份,256个量化等级;如果是12位,就是4096份;如果是14比特,就是16384份去转化。转化的位数越高,越精细。那么,去表征这个波形的时候,可以非常精确;测试信号的时候,噪声和纹波测试也更加准确。

对于工程师来说,ADC位数一定是越高越好,带来测试的收益也就越高InfiniiVision HD3 系列经过是德科技全新设计,采用定制的专用集成电路 (ASIC) 和深度内存架构,带宽从 200 MHz 至 1 GHz ,可加速数字调试并缩短产品上市时间。朱华朋表示:示波器的升级主要是看带宽的。带宽的升级是示波器价值比较高的部分,而且示波器的价格就是由带宽定义的。

除了ADC位数之外,表征整个示波器系统噪声的另一个重要指标是ENOB。它其实ADC位数更为重要。朱华朋介绍说:InfiniiVision HD3系列的ENOB达到并超过10.4位,包括就算是10bit的MXR、EXR,也跟竞争对手12bit ADC位数的ENOB基本是相当。此外,同等产品下,市场上最好的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,所以这也是InfiniiVision HD3系列低噪声能够测试更精密信号一个最根本原因。

 

智能软件

InfiniiVision HD3系列拥有高度灵活和友好的用户界面,其搭载了嵌入式系统,提供了友好的用户界面, 可以给工程师带来熟悉的使用体验。 特别是独特的4屏显示,  将四路信号分别显示。这种显示的优点在于信息界面清晰整洁,还可以每个通道都用到整动态范围的ADC;再比如,多个带宽限制选项、自动启用高清模式、自定义测量阈值等功能;更重要的是,是德科技首次将数字通道、模板测试、直方图、FFT等功能全部标配,只要买上一台这样的示波器,这些软件就都有了。

在此次新品发布会上,朱华朋还重点分享并现场演示了InfiniiVision HD3系列的几个特色功能。

ü 故障猎人这是以前Windows示波器上才有的。有了这个软件,示波器可以通过学习测试波形, 自动捕获异常信号, 如毛刺、矮脉冲、缓慢边沿等。工程师还可以使用串行总线分析软件, 实现多种串行总线的解码和触发。工程师甚至都不用知道自己的波形里面有什么异常,也不用知道该怎么去设置这些复杂的触发。

ü 分段存储功能,即根据设置的触发自动测试,可以把满足触发条件之间这种长时间的等待信号滤掉,只保存满足触发条件的波形,可以通过100M的存储深度等效到上G点存储深度。

ü 远程控制:InfiniiVision HD3系列内置有VNC Server,电脑里要安装VNC Viewer,就可以示波器进行远程控制。同时,还允许多线程控制,允许多个主机控制同一台示波器示波器先接收到哪个键,就会先响应哪个。所有操作的人员能够同时看到它的响应。并且这种基于VNC Server的远程控制,它的响应速度非常快,可以实时看到波形变化

 

结束语

InfiniiVision HD3系列是一款便携式的精密设备,提供全新的用户界面,可实现多种功能,包括每个通道的全 ADC 和垂直分辨率、多种带宽限制选项、高清模式支持以及自定义测量阈值。为了让仪器设备更符合测试行业应用,是德科技都尽量避免选用商用芯片,而是选择自己开发专用芯片

朱华朋表示:InfiniiVision HD3示波器虽然是3系列,但是性能比现有的4000系列示波器还要好的多,未来我们通用示波器都会基于HD芯片平台。”。

郑纪峰表示:目前,通用示波器技术已经迈入了14bit的新纪元。自从是德科技率先推出首款数字示波器以来,我们持续引领行业发展。如今,通过不断迭代发展的产品线——UXR示波器、MXR示波器,直至最新的InfiniiVision HD3系列示波器,我们已实现全面跨越,正式步入示波器技术的高清时代。


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