示波器基础知识--文摘--数字存储示波器独领风骚

作为工程师设计、调试产品的好帮手，示波器在电子和电气测量领域有着广泛的应用。据统计数据显示，2003年我国示波器销量约50000台，从数量看，模拟示波器仍占70％左右，但以低档为主。而数字存储示波器（DSO）一直是高端市场的宠儿，随着A/D转换器速度的逐年提高和价格不断降低，以及数字示波器不断增加的测量能力，数字示波器在中高端市场已经独领风骚。　　“示波器技术发展到今天，可以说已经相对成熟，发展空间不是很大。”这是笔者听到很多人对数字示波器当前发展水平的评价。确实，今天主流的数字示波器供应商提供的产品在硬件性能上已经相当接近（目前数字示波器市场的三大巨头泰克、安捷伦、力科都可以提供带宽7GHz、采用率20GS/s、储存深度100M左右的产品），而且已经可以满足大多数应用的需求。在提供高性能产品的同时，这些厂商则把更多的精力放在了增加产品的易操作性、人机界面，以及服务和价格等方面。从这一点而言，可以说他们之间的竞争已经同质化。　　然而，安捷伦科技公司亚太区市场开发经理杜吉伟却提出了自己的看法：“这个问题应该从两个角度来考虑：对于大多数应用领域，目前的示波器确实已经可以胜任；但是在军工、通信等高端市场，它们还远远不能满足用户对其性能的需求，就此而言，我们还有很多事情要做。”近年来，以PCI Express、Serial ATA、FBD等为代表的高速串行总线技术的发展和广泛应用，对示波器性能提出了更高的要求。杜吉伟说：“对于高速串行数据测试，不但对示波器的带宽、存储深度和采样率等性能指标提出了更高的要求，它同时需要串行解码功能和一些分析软件，帮助用户找出产生信号质量的原因，提高用户的工作效率。”　　而随着计算机、半导体和通信技术的发展，电路系统的信号时钟速度越来越快，信号上升时间也越来越短，高速数字信号本身呈现出模拟特征(如过冲、振铃等)，导致因底层模拟信号完整性问题引发的数字错误日益突出，同时，模拟信号自身的测试和验证需求仍然存在。安捷伦科技适时推出的混合信号示波器（MSO）正好满足了这些测试需求，它其实是在普通数字示波器的基础上增加了一个逻辑分析仪通道，而这种兼具DSO和MSO功能的产品其价格定位是和数字存储示波器同档次的，这样在满足功能需求的同时为用户节省了购买昂贵的逻辑分析仪的费用。“安捷伦独特的混合信号示波器不但可以帮助我们迅速了解设计存在的缺陷，而且可以显示出产生问题的深层原因。”Microchip中国区应用工程师经理夏宇红说。　　除了为新型应用开发的新产品和新功能，占有绝大多数市场份额的三大巨头泰克、安捷伦、力科他们都有着自己多年积累下来的核心技术，这也是其它厂商，尤其是国内厂商目前无法与之抗衡的地方。　　说到核心技术，首先想到的应该是A/D转换器，因为它的性能直接决定着示波器的带宽，而带宽作为示波器的三大基本指标之一，决定了示波器对信号的基本测量能力。“采用砷化镓材料和CMOS工艺，安捷伦已经开发出单片速度达20Gbps的A/D转换器，”安捷伦科技数字设计与测试部副总裁Ron Nersasian说：“安捷伦有专门的实验室（原HP实验室）在从事示波器技术的研发，目前我们已经拥有很多专利技术，同时，安捷伦拥有世界上领先的半导体产品部门，我们的A/D转换器就是由他们生产的。” 力科中国区产品市场部经理刘宏明介绍：“力科示波器采用创新的X-Stream技术，将SiGe技术与专用高速Streaming Bus总线设计相结合，实现了高保真捕获信号、超快速波形处理（波形处理速度比传统技术的示波器快达100倍）及强大的分析能力。”而泰克使用的也是他们专为仪器而设计生产的专用芯片。　　对于示波器技术的发展趋势，以安捷伦和力科为代表的示波器厂商有着极其一致的观点，即示波器除向更高指标（如带宽、采样率、存储长度）和性能发展，以提高信号测试的保真度外，进一步提升分析能力和分析速度，保证对快且复杂的信号有全面、迅速的了解和掌握，是示波器发展的另一大趋势，而这一点是通过各种功能强大的软件包来实现的。当然，设计更快捷、更方便的操作界面，保证操作的简便性是示波器厂商一直追求的。　　面对中国市场的巨大发展潜力，几大巨头除固守它们在高端市场的霸主地位外，它们也在竭力为中国用户提供更加适合我们的产品。Ron Nersasian说：“我们正在和更多的第三方厂商合作，希望能够为中国市场带来更高性价比的产品。同时，我们不但会继续降低我们中低端示波器的价格，让它成为市场的主流，我们在高端产品上也要拉大和竞争对手的距离，争取成为示波器市场的老大。”刘宏明也表示：“力科将会继续以中高端示波器市场为主，同时借助新的低价位WS400系列示波器开拓中国低端数字示波器市场，并进一步扩大力科示波器在通信和PC市场的占有率。” 示波器知识相关连接：示波器知识博客示波器基础知识示波器相关新闻示波器行业应用示波器产品介绍

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