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传统示波器才做功能选择,黑科技就要all in!

来源:电子发烧友网 ? 作者:张慧娟 2020年05月23日 08:50 ? 次阅读

随着新兴技术的发展,现有的测试测量设备已经无法满足日益增长的行业需求了。有几点显著趋势:当USB2.0接口流行起来的时候,工程师发现主流的示波器带宽已经变为2GHz带宽了,如今越来越多的电路已经引入了Type C、MIPI、DDR 2、DDR3、以太网等高速总线设计,主流示波器带宽需求呈现持续上升的趋势,超过了2GHz,甚至需要6GHz。
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此外,一个嵌入式电路的设计中有多种直流电源轨,5V 、3.3V 、2.0V、1.8V 、1.2V 、1.1V 等,每一种电源轨都有多个存在,他们的上电顺序和掉电顺序往往是有严格要求的,传统的四通道示波器无法同时观察他们的时序,更多通道的示波器成为刚需。
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业界已经有8通道示波器推出,但考虑到周边高速数字总线甚至无线和射频信号的干扰,工程师需要的8通道带宽示波器带宽也要超过2GHz。Wi-Fi 6 、物联网、工业物联网所使用的频段也已跨入2GHz~6GHz频段。

应对这些需求,是德科技(Keysight)推出全新Infiniium MXR系列示波器,号称是全球首款在带宽超过2GHz的前提下,内置8种仪器功能,提供8个模拟输入通道的示波器,内置故障猎人,通过深度学习,加速找出错误根源,包括那些罕见或随机发生的错误。

8合1示波器填补多个市场空白

Infiniium MXR系列8合1示波器,包含实时频谱分析仪(RTSA)、示波器、数字电压表(DVM)、波形发生器、频响分析仪(波特图)、频率计数器、协议分析仪和逻辑分析仪。具有8个模拟通道和16个数字通道的示波器,24个通道同时使用,仍能保证每个模拟通道带宽同时达6GHz,每个模拟通道采样率同时达16GSa/s,在一台仪器中,实现精确、可重复的、多通道高性能测量,帮助客户降低测试流程的复杂性。
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Infiniium MXR系列示波器可以说是是德科技的底层技术和上层方案知识的集大成者,内部采用先进的ASIC硬件处理大数据。搭配是德科技全方位的软件解决方案,可进一步提供电源完整性、信号完整性、高速总线和接口的一致性测试和验证。

是德科技(中国)有限公司大中华区汽车与新能源测试方案市场经理杜吉伟介绍,MXR系列示波器用到了是德科技最高端的UXR系列的技术,比如用于大数据处理的ASIC芯片、频谱仪的功能等。同时,借鉴了经济型示波器InfiniiVision X系列的集成技术,这样就形成了MXR系列的特性:既把很多小的台式机功能集成到一台仪器中,同时兼具高端示波器模拟通道的性能,填补了多项市场空白。例如在DDR内存测试方面,多通道测试能够同时验证多路电源轨的时序;在电源完整性验证方面,由于高频信号会干扰直流电源,直流电源的波动也会干扰高速信号,因此验证时不仅仅需要多个通道,同时需要足够带宽来覆盖无线信号和高速数字信号,MXR的8通道、且每个通道6GHz带宽能够满足这一测试需求。

应用深度学习,首次引入“故障猎人”功能

为什么在这款示波器中引入故障猎人功能?深度学习能为示波器带来哪些性能提升?杜吉伟强调,是德科技在转型过程当中,已经不再是一个传统的硬件公司,在硬件基础之上更加强调软件方案以及服务。用户有一个显著的痛点就是他本身可能不是示波器的专家,他需要用示波器尽快找到问题、解决问题。引入故障猎人功能后,用户在寻找信号异常时,只需要按两个按钮对被测信号自动进行深度学习,然后告诉用户哪些参数可能是有问题的,还可以把有故障的信号参数直接存储到示波器的触发设置中,以便进一步深入调试。据了解,几年前是德科技已经在示波器中用云的概念引入了深度学习,但是故障猎人功能是仪器中的首创。
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此外,MXR示波器还引入了实时频谱分析仪的功能,以前的示波器仅有普通的FFT或内置扫频仪,这是首次内置实时频谱分析仪。
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DDR5商用也是今年的热点,它对于测试仪器又带来哪些挑战和要求?据杜吉伟介绍,最大的挑战就是除了信号完整性之外,需要测DDR的上电顺序和掉电顺序。MXR系列示波器专门配置了软件做电源轨序列测试,并通过专门的模板保证其时序左右偏离的范围。MXR定位于中高端示波器,测到DDR3完全没有问题,再往上的话,还是推荐使用V、Z或UXR系列。
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这款示波器所针对的痛点需求,就是让用户、工程师用这台示波器能看得更多、做得更多、节省的更多。它支持升级架构,这样可以保护客户的投资。例如四通道可以升级到八通道,或者需要新的仪表功能都可以继续补充,带宽则可在用户现场用软件实现。
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创新动力源于三层研发架构

是德科技(中国)有限公司大中华区市场总经理郑纪峰介绍,是德科技创新的核心动力来自于其内部独特的三层研发架构。第一层是中央实验室(Keysight Labs Central Teams),专注于非常前沿的技术研究,可能超前五年到十年,包括核心软件、专有芯片的创新。它分布在世界各地,包括美国、欧洲、日本,在北京也有一个非常重要的Keysight Lab。
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第二层是Centers of Excellence,即产品创新中心,致力于研发大量用在各个行业的产品,比如示波器、频谱仪、信号源、网络仪等等,这些产品对用户来讲既可以是一个单独的解决方案,也可以用它来组成未来针对行业各种不同解决方案的组合或模块。
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第三层创新架构是Solutions Groups,这是是德科技从安捷伦(Agilent)拆分出来之后的一个重大改变。因为今天面向的多是行业客户,比如5G、数据中心、汽车等等,不同的行业客户对解决方案的需求是不一样的,客户希望能够提供真正的交钥匙解决方案。SoluTIons Groups就起到这样一个作用,可以完成一个交钥匙的工程给客户。也正是这样三层的创新架构保证了是德科技的产品、解决方案能够持续在市场上保持竞争优势。

以是德科技几年前发布的最高端的Infiniium UXR系列为例,它具有110GHz的实时带宽,256GSa/s的采样率,而且是在4个通道中同时实现,跟前一代的产品相比性能大幅提升。最重要的原因就是源于三层创新架构所推动的硬核科技创新,其高数据速率就是通过芯片研发和半导体工艺中心所开发的3D 存储管理器实现的。此外还有专为这款示波器定制的前置放大器、触发芯片,以及10bit A/D转换器等,正是这些硬核创新才保证了这款示波器的高性能。

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