新技術(shù)助力性能升級，數(shù)字示波器趨向多功能化

示波器是工程師的“眼睛”，它把抽象的電信號具體顯示出來，在示波器的屏幕上描繪出在某線路點上的電壓隨時間的變化。數(shù)字示波器大致可分為基礎(chǔ)、中端與高端三種不同的應(yīng)用市場，高端示波器市場主要的應(yīng)用是在高速的數(shù)字、芯片設(shè)計與光通信系統(tǒng)，如高速I/O總線標(biāo)準(zhǔn)一致性驗證、高速信號完整性測量、光網(wǎng)絡(luò)傳輸信號的驗證等。中端示波器市場可簡單概括為以嵌入式系統(tǒng)的“調(diào)試 Debug”為主，幫助工程師對應(yīng)他們的設(shè)計有效快速地檢測故障，查找原因，確保功能的正常發(fā)揮。而基礎(chǔ)低端示波器的應(yīng)用主要體現(xiàn)在“測試Test”上，如生產(chǎn)線上的功能測試，或是在高校基礎(chǔ)教學(xué)實驗室進(jìn)行的各種實驗與測試等。

　　

根據(jù)國家“十二五”規(guī)劃，在未來五年內(nèi)中國將著重推動創(chuàng)新與自主研發(fā)能力的提升，促進(jìn)中國制造業(yè)從“Made-in-China”過渡到“Design-in-China”。在這一趨勢下，市場對中高端示波器的需求將會穩(wěn)步增長，但不同領(lǐng)域其應(yīng)用特點各不相同，更專業(yè)、更有特點的示波器將會引起客戶新的購買興趣。另一方面，雖然目前大學(xué)、研究所、民營企業(yè)等已擁有一定數(shù)量的示波器，但其中仍以低檔傳統(tǒng)示波器居多，急需更新?lián)Q代。也有一些廠商表示，由于近期經(jīng)濟發(fā)展的不確定性，導(dǎo)致用戶對資金投入較為敏感，資金控制趨嚴(yán)，這將有可能使得數(shù)字示波器租賃市場表現(xiàn)活躍。此外，受到市場及技術(shù)因素等的影響，近年來國內(nèi)數(shù)字示波器的價格走勢整體呈現(xiàn)出下降的趨勢，其中，中端市場的產(chǎn)品價格下降較為明顯，高端市場略微下調(diào)，低端市場價格則基本保持不變。

數(shù)字示波器技術(shù)性能受三大關(guān)鍵因素所影響。

磷化銦技術(shù)漸成主流

不同品牌高端示波器的競爭主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的性能表現(xiàn)上，即“測量精確度與信號完整性”，歸根到底就是核心芯片技術(shù)的競爭，特別是磷化銦與鍺化硅兩大陣營之間的對壘。鍺化硅具有高頻特性，并且由于硅工藝的集成度和成本優(yōu)勢，因而被廣泛應(yīng)用在電子測試產(chǎn)品中；而運用磷化銦技術(shù)，則可以大幅提升示波器的量程限制和觸發(fā)帶寬，這種基于先進(jìn)半導(dǎo)體材料和制程工藝的產(chǎn)品類型，因而也成為了當(dāng)前業(yè)內(nèi)示波器廠家尋求產(chǎn)品性能突破的一大重要方向。

安捷倫數(shù)字測試大中華區(qū)業(yè)務(wù)市場經(jīng)理杜吉偉

今年4月安捷倫(Agilent)推出了90000Q系列較高帶寬和采樣率的實時示波器，帶寬高達(dá)63GHz，采樣率達(dá)160GSa/s，存儲深度達(dá)2G每通道，其核心競爭力在于采用了新型的半導(dǎo)體材料和制造工藝，即磷化銦半導(dǎo)體材料和快膜封裝技術(shù)，具體反應(yīng)在本底噪聲是同類產(chǎn)品的一半左右，固有抖動僅為75fs，該型號示波器已于2012年7月開始在國內(nèi)發(fā)貨銷售。

　　

安捷倫數(shù)字測試大中華區(qū)業(yè)務(wù)市場經(jīng)理杜吉偉介紹道：“傳統(tǒng)鍺化硅技術(shù)做出來的示波器其量程越來越小，有可能無法滿足未來很多測量的基本要求，也就是說，采用鍺化硅技術(shù)的示波器作為通用儀器已在應(yīng)用上面臨困難，但它在專用設(shè)備領(lǐng)域尚有一定的應(yīng)用空間。而采用新型的磷化銦半導(dǎo)體材料和制造工藝，使得安捷倫的高端示波器在本底噪聲、固有抖動、量程等指標(biāo)上取得了‘質(zhì)’的飛躍?！?

據(jù)了解，目前在全球三大示波器廠家中，除了安捷倫已推出磷化銦半導(dǎo)體材料和相關(guān)制程的示波器產(chǎn)品之外，另外一家廠商也已經(jīng)對外宣布將會走向這一方向，并且已經(jīng)被號稱擁有磷化銦技術(shù)的Teledyne公司所并購，由此可以看出，磷化銦半導(dǎo)體材料已成為高端示波器技術(shù)發(fā)展的一個較為明顯的趨勢。

多功能化趨勢凸顯

自面世以來，示波器一直是時域測試儀器——電壓隨時間的變化(而頻譜儀是頻域測試儀器——功率隨頻率的變化)，兩者幾乎互不相干。但時移世易，隨著無線模塊與功能越來越多地內(nèi)嵌在各種系統(tǒng)與設(shè)備中，時域與頻域開始在同一個系統(tǒng)中交互作用，也帶來了各種各樣新的問題，為此，多合一功能示波器，也被稱為混合域示波器開始應(yīng)運而生。

泰克公司大中華區(qū)分銷業(yè)務(wù)高級技術(shù)營銷經(jīng)理鄧錦輝

泰克公司(Tektronix)在去年9月推出了混合域示波器MDO4000系列，它集成了示波器(模擬信號)、邏輯分析儀(數(shù)字信號)、總線協(xié)議分析儀(總線命令)、頻譜儀(射頻信號)、調(diào)制域分析儀(或矢量信號分析儀)于一體，這些儀器不是被簡單地集成在一起，更重要的是，它們共享了一個跨域的觸發(fā)電路和同一的時基，可以讓工程師同時捕獲、跟蹤這些信號以及它們之間的時間相關(guān)性問題，分析某個基帶的電路與另一個射頻電路究竟是如何工作以及互相影響的。泰克公司大中華區(qū)分銷業(yè)務(wù)高級技術(shù)營銷經(jīng)理鄧錦輝指出：“目前無線技術(shù)應(yīng)用的普遍性使混合域示波器成為主流，透過MDO4000混合域示波器或混合域分析儀，完美地將時域與頻域結(jié)合在一起，使工程師在設(shè)計無線嵌入式系統(tǒng)時能夠同時看見兩個世界，而且更真實、更實際地反映出系統(tǒng)的狀況?！?

此外，安捷倫低中端示波器今年的新產(chǎn)品3000X系列同樣也向多合一儀器方向跨出了一大步，該系列產(chǎn)品集示波器、邏輯分析儀、任意波形發(fā)生器、協(xié)議分析儀、電壓表5個儀表功能于一身。杜吉偉表示：“低中端示波器將逐漸走向多儀器功能，即除示波器核心儀器功能之外，可能會增加其它儀器的部分功能，如邏輯分析儀、任意波形發(fā)生器、串行協(xié)議分析儀、電壓表、頻譜或FFT 分析儀、頻率計、低頻網(wǎng)絡(luò)分析儀等等。但不同的廠家在實現(xiàn)手段上會各有不同，安捷倫傾向于在一個芯片(SoC)中實現(xiàn)所有儀器功能，有的廠商則會更多地借助軟件來實現(xiàn)這些功能。”

提升“軟實力”

隨著應(yīng)用的普及，現(xiàn)階段數(shù)字示波器日益趨向商品化應(yīng)用，除了產(chǎn)品的技術(shù)性能外，最佳的綜合性價比成為了廠商們競爭的著力點，產(chǎn)品的“軟實力”受到了更多的重視，其中包括產(chǎn)品的界面、OS、質(zhì)量、品牌、服務(wù)等，而不僅僅只是技術(shù)，關(guān)鍵在于如何協(xié)助客戶解決實際遇到的問題，縮短產(chǎn)品測試的時間和周期，提高產(chǎn)品測試的效率。

“例如，電力電子產(chǎn)品、風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、電力設(shè)備、新能源汽車等正在向大功率方向發(fā)展，產(chǎn)品開發(fā)時經(jīng)常會遇到三相輸入、三相輸出的測試。”上海橫河國際貿(mào)易有限公司高級技術(shù)主管姜永忠表示道：“傳統(tǒng)的示波器需要至少重復(fù)測試兩到三次才能觀測到6路或8路的波形，尤其是在一些同步要求高的場合，即使花費再多的時間有時也無法同步觀測到多路波形。橫河的8通道示波器一次可以觀測8路模擬波形，大大提高了客戶測試效率，解決了傳統(tǒng)示波器無法多通道同步觀測波形的問題?！?

上海橫河國際貿(mào)易有限公司高級技術(shù)主管姜永忠

除了今年推出N2750A系列三態(tài)探頭之外，在軟件上，安捷倫示波器離線分析軟件將原本用在Infiniium系列示波器內(nèi)的軟件開放出來，可安裝在任意一臺個人電腦上，不分廠家、不分國產(chǎn)或是進(jìn)口、示波器或是數(shù)字化儀，都可對其波形數(shù)據(jù)文件進(jìn)行分析，方便了工程師進(jìn)行波形分析、撰寫測試報告和小組討論，還可大幅提升原本功能簡單的示波器產(chǎn)品性能。

而在服務(wù)上，泰克一方面提供友好的界面、全中文的菜單，以及多種基礎(chǔ)與應(yīng)用的資格認(rèn)證培訓(xùn)課程；另一方面，泰克在北京、上海、深圳還提供先進(jìn)的實驗室、相關(guān)的測試設(shè)備以及測試專家，免費為客戶的產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)檢驗服務(wù)，并提供免費的咨詢服務(wù)，及建議相關(guān)可行的修改，降低了產(chǎn)品通過標(biāo)準(zhǔn)一致性驗證的時間與成本。