在商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的領(lǐng)域里罕有一家獨(dú)存的先例,無(wú)論餐飲行業(yè)里的麥當(dāng)勞和肯德基之爭(zhēng),還是FPGA領(lǐng)域里的Altera和Xilinx之博,它們基本實(shí)現(xiàn)了兩家共存,明爭(zhēng)暗斗,同進(jìn)步共發(fā)展的生存格局。在示波器領(lǐng)域,安捷倫和泰克“廝殺不斷”“明爭(zhēng)暗斗”,一直作為兩個(gè)行業(yè)標(biāo)桿出現(xiàn)在大眾的視野中,然而隨著安捷倫在中端示波器領(lǐng)域推出Infiniium S系列和InfiniiVision 6000 X系列實(shí)現(xiàn)測(cè)量頻帶翻番,這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)格局也在逐漸打破。
頻帶更寬,性價(jià)比更高
安捷倫在示波器市場(chǎng)的占有率一直頗高,每年都會(huì)在原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上推出性能更高的產(chǎn)品,今年安捷倫推出了高性價(jià)比示波器Infiniium S 系列和InfiniiVision 6000 X 系列。從頻帶指標(biāo)來(lái)看兩者都在本行業(yè)樹立了新的標(biāo)桿,其中Infiniium S 系列帶寬范圍500MHz ~ 8 GHz ,InfiniiVision 6000 X 系列帶寬范圍1GHz ~ 6 GHz 。
帶寬,采樣率和存儲(chǔ)深度是決定一臺(tái)示波器市場(chǎng)價(jià)值最直觀的三大特性,下面我們拿出幾家示波器廠商的同類產(chǎn)品,對(duì)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行一下對(duì)比:
廠商/技術(shù)參數(shù) |
示波器系列 |
帶寬 |
采樣率 |
存儲(chǔ)深度 |
安捷倫 |
Infiniium S 系列 |
500MHz ~ 8 GHz |
20 GS/s ? |
所有通道標(biāo)配 50 Mpts 存儲(chǔ)器,半通道模式下可達(dá)到 100 Mpts,選件可達(dá)800Mpts。 |
InfiniiVision 6000 X 系列 |
1 GHz ~ 6 GHz |
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泰克 |
MDO3000示波器 |
100 MHz~ 1 GHz |
5 GS/s |
每條通道 10 M 點(diǎn)記錄長(zhǎng)度 |
力科 |
HDO-MS系列 |
200MHz-1GHz |
2.5GS/s |
HDO4000-MS高達(dá)25Mpts的存儲(chǔ)深度;HDO6000-MS高達(dá)250Mpts的存儲(chǔ)深度 |
RTM2000系列 |
高達(dá)2 GHz |
10 GS/s |
高達(dá)400 Msample |
經(jīng)過(guò)參數(shù)對(duì)比可以看出安捷倫Infiniium S 系列示波器在三個(gè)方面均占優(yōu)勢(shì),那么是什么原因讓安捷倫這款產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了這樣的技術(shù)指標(biāo)?安捷倫科技全球副總裁Jay Alexander給出了答案, “Infiniium S系列之所以在頻帶領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)這樣的突破,得益于其使用業(yè)內(nèi)帶寬最高采樣率的10 位ADC,而傳統(tǒng)示波器大都采用8 位 ADC,因此這款示波器的垂直分辨率是傳統(tǒng)示波器的四倍,信號(hào)細(xì)節(jié)的呈現(xiàn)更加精確?!?/p>
“InfiniiVision 6000 X 系列6GHz示波器報(bào)價(jià)不足4萬(wàn)美金,僅為相同帶寬競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品的一半左右。其提供2和4通道DSO型號(hào)以及16路邏輯通道MSO型號(hào)選擇,支持1 GHz至6 GHz的帶寬范圍和20GS/s采樣率。6000 X系列重6.8千克,深度僅15厘米,體積是目前市場(chǎng)同帶寬產(chǎn)品的 1/3。” 安捷倫科技數(shù)字與光測(cè)試業(yè)務(wù)部大中華區(qū)市場(chǎng)經(jīng)理杜吉偉補(bǔ)充道。
高配置收獲高性能
Infiniium S 系列示波器可以達(dá)到這樣高的技術(shù)參數(shù),我們不妨對(duì)該系列示波器的主板進(jìn)行分析,如下圖所示:
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Infiniium S 系列示波器主板
Infiniium S 系列示波器內(nèi)置一塊示波器采集板和一塊工控機(jī)主板,主板CPU采用Intel的i5四核3GHz處理器,8GB內(nèi)存,運(yùn)行嵌入式標(biāo)準(zhǔn)的Windows7 64位操作系統(tǒng)。示波器采集板采用20層PCB,并且使用了Rogers低損耗板材,自定義40GSa/s、10位的ADC,有效位ENOB可達(dá)到8.7位。
在這樣的硬件支持下Infiniium S 系列示波器的性能到底如何,安捷倫官方進(jìn)行了參數(shù)對(duì)比試驗(yàn)。
首先從ENOB進(jìn)行分析,以1GHz帶寬示波器為例,輸入不同測(cè)試正弦波的ENOB圖表所示。
圖1:1GHz帶寬的有效位
影響有效位的不僅僅是ADC,還有前端放大器,Infiniium? S系列示波器由于設(shè)計(jì)了低噪聲的前端,所以有效位較高。通過(guò)與力科 HDO6104進(jìn)行對(duì)比可以看出:
圖2:高清示波器的有效位比較
圖3:業(yè)界同類示波器的有效位比較
本底噪聲是評(píng)估示波器精準(zhǔn)度的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo),Infiniium S 系列示波器的設(shè)計(jì)中自定義ADC起到了關(guān)鍵的作用,這顆ADC非線性設(shè)計(jì)較好,500MHz時(shí)SFDR可以達(dá)到-73dBc,不同頻率的SFDR如圖所示:
圖4:Infiniium S 系列示波器的SFDR性能
為了發(fā)揮10位ADC的性能,特別設(shè)計(jì)了一個(gè)低噪聲模擬前端,這個(gè)低噪聲前端帶寬可達(dá)8GHz(對(duì)外連接器也是鍍金的精密PBNC)。支持50ohm和1Mohm輸入路徑,并且每個(gè)路徑都支持帶寬限制濾波器,以減少不需要的噪聲。在1GHz帶寬時(shí),只有90uV的噪聲,并且硬件支持2mv/div的垂直靈敏度。使用電子衰減器減少噪聲和增加可靠性。并且通過(guò)軟件軟件license可進(jìn)行帶寬升級(jí)。放大器,模擬濾波器和帶寬升級(jí)都通過(guò)圖中的大的芯片實(shí)現(xiàn),這個(gè)芯片是130nm BiiCMOS集成電路。
圖5:4GHz帶寬示波器的底噪聲對(duì)比
在精準(zhǔn)時(shí)基方面,Infiniium S 系列示波器使用了新一代的時(shí)基(恒溫晶體振蕩器OCXO),校準(zhǔn)后這個(gè)晶體振蕩器的精度可達(dá)+-100ppb(parts per billion,不是million),使得深內(nèi)存時(shí)的高精度測(cè)量得到保證,抖動(dòng)測(cè)量本底的儀器注入抖動(dòng)達(dá)到100fs。
圖6:業(yè)界同類儀器時(shí)基精度對(duì)比
“接地氣”的語(yǔ)音控制
蘋果在消費(fèi)電子領(lǐng)域的領(lǐng)跑同樣給測(cè)試測(cè)量行業(yè)引入了一絲鮮活的氣息,安捷倫這款示波器同樣也接地氣地配置了語(yǔ)音控制功能,同樣采用Siri的語(yǔ)音庫(kù),支持14種語(yǔ)言,只是實(shí)行“完全匹配”而非模糊匹配,當(dāng)測(cè)試人員就可以在雙手占用時(shí)可以通過(guò)語(yǔ)音控制完成測(cè)試,測(cè)試更加靈活。試問(wèn)語(yǔ)音控制到底是產(chǎn)品本身的一個(gè)賣點(diǎn)還是未來(lái)的一個(gè)標(biāo)配?無(wú)論從目前的需求度來(lái)看,還是從以后發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看都沒(méi)有過(guò)于明顯的市場(chǎng)呼聲,筆者無(wú)法猜測(cè),我們交給用戶去評(píng)斷。
也許是競(jìng)爭(zhēng)的需要,也許是未來(lái)產(chǎn)品的必然走勢(shì),各個(gè)測(cè)試測(cè)量廠家的示波器技術(shù)參數(shù)都在向著更高、更準(zhǔn)邁進(jìn),接下來(lái)誰(shuí)會(huì)拿下接力棒突破這一極限?我們拭目以待。
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