示波器所面臨的最新挑戰(圖)

　　性能、可用性以及具有針對性的應用功能這三個領域將是所有示波器供應商再開發新品時著力發展的領域

　　在計算機/通信以及嵌入式系統領域，高速數據技術的發展多年來始終是整個行業的主旋律。而在整個行業對數據速率極限永無止境的挑戰過程中，示波器一直承擔著系統設計和錯誤排除等應用中最為重要的任務。隨著電子產業不斷引入新興技術和標準，示波器也正在不斷進化發展以應對層出不窮的新挑戰。

　　具體來說，我們可以明顯地看到示波器技術正不斷更新以滿足三個方面的要求。

　　性能：為了滿足用戶的實際需要，測試儀器的技術發展總是比市場趨勢更具前瞻性。從示波器產品的角度，這一前瞻性通常體現在示波器更高的帶寬上，因為只有這樣才能更好地在更短的上升時間內進行測量并捕捉和存儲大量數據。

　　可用性：越來越復雜的測量環境和測量儀器不斷增加的新功能似乎是一對共生的因素，兩者之間相互促進，共同發展，測試工作變得越來越復雜。這意味著示波器必須具備更高的“儀器智能”以令測試工作更為簡單易行。

　　新的應用：示波器正在被越來越頻繁地應用于復雜信號的測試中，它所涉及的領域非常廣泛，包括產品研發、模擬和數字設計、通信、汽車電子以及電源設計等領域。

　　在高速串行總線系統中，系統數據速率通常能夠達到6.25Gb/s甚至更高，這一速率對于SATA III、雙速XAUI、第二代PCI-Express、FB-DIMM以及某些無線技術，例如超寬帶技術（UWB）等標準來說已經成為慣常的測試要求。而目前的示波器帶寬已經達到了15GHz這一空前的水準，盡管如此，設備開發商依然在不斷努力，試圖將這一速度推向一個新的高度。

　　值得注意是今年以來有幾個因素正成為示波器性能提升的強勁驅動力：1. 采用最新的硅鍺（SiGe）技術設計的半導體器件；2.數字信號處理技術（DSP）的應用拓展了復雜的A-觸發和B-觸發能力；3.大大增強的存儲能力被應用到示波器當中。

　　數字信號處理技術：DSP為高性能示波器帶來了一系列的優勢。具體地說，當信號被捕獲之后，數據處理的效果將不再會受到來自系統的影響，這些影響可能來自硬件系統的容錯能力不足，溫度的變化或者是模擬線路老化而造成的偏差。此外，新的示波器能夠幫助用戶分別在數字域和模擬域內進行更為復雜的算法處理。例如，現代的數字存儲示波器能夠在信號捕捉模式下采用DSP進行通道間匹配或者采用帶寬增強濾波器增加可用帶寬。精良的DSP增強模塊能夠為大多數高速測量帶來更大的優勢，DSP頻率能將測量帶寬進一步拓展。而且更為重要的一點是用戶能夠自行決定是否在測量過程中啟用DSP功能。

　　深度內存：目前高速總線系統的一致性測試和驗證工作中，設計師需要對捕獲信號進行大量的分析工作。不論是眼圖、抖動分析、調制、時鐘測試，還是其他各類信號品質測量，都從技術上對示波器提出了更高的要求。示波器的高性能已經不僅體現在其信號捕捉能力上，還體現在出色的存儲和分析能力上，只有具有出色的存儲和分析能力，示波器才能在高速數據信號采樣的過程中有效搜集信號數據。目前，采樣速率已經達到了40GS/s的水平。同樣重要的一點是用戶對有效記錄時間長度的要求也在不斷增加，不論是以時鐘周期數、模式位數或者單位間隔數衡量都是如此。

最新的示波器通過在“前端”采用目前最高速的半導體技術而成功地拓展了示波器的存儲容量，在這一方面目前最具代表性的解決方案是將SiGe與高速采樣內存一起使用從而達到64M或者更多的內存深度。

　　在大多數新產品的設計和研發過程中示波器起到了至關重要的作用，而產品市場化的時間壓力要求工程師能夠專注于設計工作本身而非耗費時間熟悉示波器的使用。

　　操作性的提高將最終提升用戶的工作效率，而這一目標已經通過一系列的功能得到了實現：例如，用戶自己可以定制控制窗口和隨測試內容而變化的右鍵菜單，這些功能都能夠幫助用戶更高效地操作示波器，從而事半功倍地完成手頭的測試工作。用戶能夠迅速簡捷地創建自己的控制窗口并根據特定的測試需要僅僅添加與目前工作相關的控制、功能和特性即可。用戶在定制了自己的控制窗口之后能夠非常容易的保存這一設置并關閉設置菜單，當示波器設置完畢處于待命狀態時系統將自動激活窗口。

　　同樣的，在幾個研發人員共享一臺示波器的情況下，不同的工程師能夠隨時啟用各自的常用設置以從事不同的測量任務。例如，一個開發團隊的成員能夠在同一臺示波器上創建并存儲任意多個控制窗口。這些被創建的控制窗口能夠被存儲在硬盤或者USB閃存上，這樣用戶甚至能夠簡單地通過E-mail就把示波器的特定設置傳輸到其他用戶手中。

　　隨著示波器添加更多的PC功能并開始采用開放式的Windows系統，用戶開始有可能在示波器上裝載特定軟件以滿足用戶在特定應用中的需求。因此，示波器在保持了其通用測試測量儀器特性的同時也越來越多地被改造成為能夠在特定應用中從事有針對性測試的工具。

　　目前，示波器在以下的一些領域內的應用中已經成為能夠發揮巨大作用的特定工具：

　　示波器將繼續作為被最為廣泛應用的電子測量工具。同時，它也將逐步演化出各種特殊功能以應對新技術和新興市場所帶來的挑戰。性能、可用性以及具有針對性的應用功能這三個領域將是所有示波器供應商再開發新品時著力發展的領域，只有這樣，新的示波器才能更好地應對新的技術挑戰。