安捷倫在中端示波器領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)頻帶翻番

在商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的領(lǐng)域里罕有一家獨(dú)存的先例，無論餐飲行業(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：

經(jīng)過參數(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。”

“InfiniiVision 6000 X 系列6GHz示波器報(bào)價(jià)不足4萬美金，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音控制功能，同樣采用Siri的語音庫(kù)，支持14種語言，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)可以通過語音控制完成測(cè)試，測(cè)試更加靈活。試問語音控制到底是產(chǎn)品本身的一個(gè)賣點(diǎn)還是未來的一個(gè)標(biāo)配？無論從目前的需求度來看，還是從以后發(fā)展趨勢(shì)來看都沒有過于明顯的市場(chǎng)呼聲，筆者無法猜測(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)，接下來誰會(huì)拿下接力棒突破這一極限？我們拭目以待。

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