從「6合1」到「8合1」,還有什麼是示波器不敢集成的?

2021-01-20 電子工程專輯

隨著新興技術的發展,現有的測試測量設備越來越無法滿足日益增長的行業需求。例如當USB2.0接口流行起來的時候,工程師發現主流的示波器帶寬已經變為2GHz帶寬了,如今越來越多的電路已經引入了Type C、MIPI、DDR 2、DDR3、乙太網等高速總線設計,主流示波器帶寬需求呈現持續上升的趨勢,超過了2GHz,甚至需要6GHz。

一個嵌入式電路的設計裡面有多種直流電源軌,5V、3.3V、1.8V、1.2V、1.1V、1.0V等,每一種電源軌都有多個存在,他們的上電順序和掉電順序往往是有嚴格要求的,傳統的四通道示波器無法同時觀察他們的時序,因此業界已經有8通道示波器推出,但考慮到周邊高速數字總線甚至無線和射頻信號的幹擾,工程師需要的8通道帶寬示波器帶寬也要超過2GHz。Wi-Fi 6、物聯網、工業物聯網所使用的頻段也已跨入2GHz~6GHz頻段。

8合1黑科技

為此,是德科技(Keysight)日前推出了首款具有8個模擬通道和16個數字通道的Infiniium MXR系列8合1示波器,包含實時頻譜分析儀(RTSA)、示波器、數字電壓表(DVM)、波形發生器、頻響分析儀(波特圖)、頻率計數器、協議分析儀和邏輯分析儀。即便24個通道同時使用,仍能保證每個模擬通道帶寬同時達6GHz,每個模擬通道採樣率同時達16GSa/s。

除了8合1功能外,Infiniium MXR系列還在內部採用了先進的ASIC硬體處理大數據。搭配是德科技全方位的軟體解決方案,可進一步提供電源完整性、信號完整性、高速總線和接口的一致性測試和驗證。
 

「故障獵人」屬於首次在示波器中引入的新功能,是深度學習在測試測量領域的一次全新嘗試。也就是說,隨著時間的推移,該功能會不斷對捕捉到的信號進行比較分析,以發現異常信號,並捕捉伴隨異常信號發生的事件。使用者只需兩次點擊,就可以速解決問題,排除不正常、偶發或雜波信號。

是德科技大中華區汽車與新能源測試方案市場經理杜吉偉用「看更多、做更多、節約更多」來描述MXR系列。在他看來,MXR系列示波器既用到了最高端的Infiniium UXR系列的技術,比如ASIC晶片來自110GHz帶寬的UXR示波器、實時頻譜儀功能、眼圖測量速度等。同時,又借鑑了經濟型示波器InfiniiVision X系列的集成技術,這樣就形成了MXR系列的獨特定位:既把很多小的臺式機功能集成到一臺儀器中,同時兼具高端示波器模擬通道的性能,填補了多項市場空白。

例如以前的示波器僅有普通的FFT或內置掃頻儀,MXR則首次內置了實時頻譜分析儀;在DDR內存測試方面,多通道測試能夠同時驗證多路電源軌;在電源完整性驗證方面,由於高頻信號會干擾直流電源,直流電源的波動也會干擾高速信號,因此驗證時不僅僅需要多個通道,同時需要帶寬能夠覆蓋無線信號和高速數位訊號,MXR的8通道、且每個通道6GHz帶寬能夠滿足這一測試需求。

此外,為了保護用戶投資,方便其進行協作分析,除了邏輯數字通道、存儲深度、應用軟體等傳統可升級項目外,MXR中的4個模擬通道還可升級為8個模擬通道,PathWave Infiniium離線分析軟體支持全球各地的隨時協作、共享和分析。

三層創新架構

「在一臺儀器中,實現精確、可重複的、多通道高性能測量,幫助客戶降低測試流程的複雜性,是我們推出Infiniium MXR系列的初衷。」是德科技(中國)有限公司大中華區市場總經理鄭紀峰表示,是德科技創新的核心動力來自於其內部獨特的三層創新架構:

第一層是Keysight Labs Central Teams,專注於非常前沿的技術研究,可能超前五年到十年,包括核心軟體、專有晶片的創新。它分布在世界各地,包括美國、歐洲、日本,在北京也有一個非常重要的Keysight Labs。

第二層是Centers of Excellence,即產品創新中心,致力於研發大量用在各個行業的產品,比如示波器、頻譜儀、信號源、網絡儀等等,這些產品對用戶來講既可以是一個單獨的解決方案,也可以用它來組成未來針對行業各種不同解決方案的組合或模塊。

第三層創新架構是Solutions Groups,這是是德科技從安捷倫(Agilent)拆分出來之後的一個重大改變。因為5G、數據中心、汽車等行業客戶現在對解決方案的需求是不一樣的,他們更希望得到真正的交鑰匙解決方案。創新中心就起到了這樣一個作用,可以完成一個交鑰匙的工程給客戶。
 

以是德科技幾年前發布的最高端的Infiniium UXR系列為例,它具有110GHz實時帶寬,256GSa/s採樣率,而且是在4個通道中全部可以實現,跟前一代的產品相比性能大幅提升。最重要的原因就是源於三層創新架構所推動的硬核科技創新,其高數據速率就是通過晶片研發和流片中心所開發的3D memory管理器實現的。此外還有專為這款示波器定製的用於數據處理的ASIC晶片,以及10bit A/D轉換器等,正是這些硬核創新才保證了這款示波器的高性能。

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