当前,随着设备和元件的设计变得越来越复杂,所使用的信号也越来越小。为了确保产品质量并最大限度地提高产品产量,工程师必须通过同时追踪多个信号来对设计进行故障排除,进而识别出表征设计缺陷和硬件缺陷的最小信号错误。所以一台能够排除噪声影响,能够测量微小和罕见信号故障,以纠正产品问题的示波器,成为了数字设计人员和工程师的迫切需求。
是德科技大中华区市场总经理郑纪峰先生
为此,是德科技日前推出了经过全新设计,采用定制专用集成电路(ASIC)和深度内存架构的14-bit模数转换器(ADC)示波器InfiniiVision HD3系列。是德科技大中华区市场总经理郑纪峰先生将其称之为是“里程碑式的发布”,因为这款革命性的产品不仅配备了14-bit ADC,还采用了UXR示波器的低噪声前端技术,将示波器的噪声水平大幅降低,帮助工程师轻松应对超低纹波、小信号、低功耗等严苛的测试需求。
是德科技亚太区数字和光产品业务拓展经理朱华朋先生现场演示InfiniiVision HD3系列示波器
事实上,自1989年惠普发布首款数字示波器以来,示波器行业在追逐更宽带宽与更高ADC位数的征途上从未止步。根据是德科技亚太区数字和光产品业务拓展经理朱华朋先生的介绍,InfiniiVision HD3系列的市场定位介于InfiniiVision 3000G X和4000G X之间,其信号分辨率是其它通用示波器的四倍以上,50µVRMS的本底噪声不到后者的一半,工程技术人员能够借此在各种应用中快速检测和调试信号问题。
是德科技InfiniiVision HD3系列是一款14-bit ADC示波器,信号分辨率是其他通用示波器的四倍,本底噪声是其一半
便携式精密设备
InfiniiVision HD3系列的带宽从200MHz至1GHz,并保留了InfiniiVision示波器客户喜欢的分段存储、区域触发、高波形捕获率等功能。相比现在市场上主流示波器配备的12-bit ADC,InfiniiVision HD3 系列的14-bit ADC让信号分辨率提高了4倍,50µVRMS低本底噪声也高于主流示波器上百微伏的数值。
详细而言,示波器的ADC位数是决定仪器分辨率和精度的核心因素。在模拟信号转化成数字信号时,8位ADC提供256个量化等级,而12位ADC则提升到4096个量化等级。相比之下,14位ADC带来高达16384个量化等级,能够捕捉更细微的信号变化,精准还原信号的真实形态。对于需要精细分析的小信号或高动态范围的应用,14位示波器无疑是一把利器。
此外,为了让用户能够抓到非常罕见的偶发信号,杜绝潜在设计风险,高波形捕获率一直是衡量一款示波器优秀与否的重要指标之一。InfiniiVision HD3系列此番将波形更新率从此前的每秒100万次提升至130万次,从而确保所有的测量都能快速、准确地进行调试。
作为一台便携式的精密设备,除了ADC位数之外,表征整个示波器系统噪声更重要的一个指标是ENOB。对比数据显示,InfiniiVision HD3系列的ENOB数值>10.4位,3000G/4000G系列为6.9位,同类产品中最好规格的示波器产品为8.9位,这也是低噪声能够测试更精密信号的根本原因之一。
下图是在350M带宽条件下,InfiniiVision HD3系列示波器、3000G X示波器、以及其他示波器产品的本底噪声对比图。可以看出,相比3000示波器277微伏和其他品牌大于280微伏的数值,InfiniiVision HD3系列 31.5微伏的数据给测试小的纹波低噪声带来了非常大的便利性,测试结果更真实、更准确。
InfiniiVision HD3系列不仅在时域内展现出极低的底噪,其在频域下的噪声特性更为出色,FFT底噪可以低至-110dBm以下,优于同类示波器20-30dB。下图展示了利用InfiniiVision HD3示波器的频域分析功能捕捉一个2µV的正弦波,仍然可以非常清晰和稳定地捕获到信号。
定制技术
InfiniiVision HD3系列采用了定制的MegaZoom V ASIC芯片,可在典型测试条件下为工程师提供高的采样率和内存、无损的波形更新率、高垂直分辨率以及基于硬件的功能(如掩码、区域和串行解码)。与上一代产品相比,MegaZoom V将存储、数据处理、ADC和触发技术集成在一起,用以实现更快速的波形捕获率。
同时,为了能够以全采样率捕获长的时间跨度,从而获得预期的测量/分析结果,InfiniiVision HD3系列的最大存储深度被提升至100Mpts,是3000G系列的25倍。
软件方面,“故障猎人(Fault Hunter)”是一款创新的AI应用,用于数字信号及重复波形的检测。无需复杂的触发设置,只需按下Auto Scale和Auto Setup两个按钮,示波器便会自动学习测试波形,自动捕获异常信号,如毛刺、矮脉冲、缓慢边沿等。同时,“故障猎人”功能灵活可调,能够满足长时间自动测试的需求,工程师可以使用串行总线分析软件,实现多种串行总线的解码和触发。
多功能性
InfiniiVision HD3系列虽然是嵌入式Linux系统,但用户界面看起来更像Windows的示波器,可实现多种功能,包括每个通道的全ADC和垂直分辨率、多种带宽限制选项、高清模式支持以及自定义测量阈值。除了看上去干净整洁外,最大的好处是每个通道都可以充分利用14-bit ADC的动态范围。
InfiniiVision HD3系列还内置了VNC Server,支持多主机远程控制,所有远程操作与本地操作同步无冲突,极大地方便了工程师的远程测试和联合调试。
总体而言,作为一款通用型示波器,InfiniiVision HD3系列的功能非常全面,除了示波器本身,还内置波形发生器、电压表、计数器等功能,是名副其实的“七合一”选手。因此,既可以支持半导体设计、汽车系统、智能通讯、消费类电子等行业,也能够在航空航天、国防等对信息安全性要求较高的行业得到应用。
特别是为了保护用户投资,“故障猎人”、分段存储、波特图测试、区域触发、数字通道、模板测试、直方图、FFT等功能全部标配。而通过软件授权提供即时带宽、内存和功能升级,设计人员能够购买当前需要的选件,并在未来随着设计的发展进行升级,而无需将仪器返厂。