原创现代数字示波器的发展及应用

 2008-7-25 16:06  1365 3 3 分类: 工程师职场

现代数字示波器的发展及应用

数字示波器自上个世纪七十年代诞生以来，其应用越来越广泛，已成为测试工程师必备的工具之一。随着近几年来电子技术取得突破性的发展，全世界数字示波器市场进一步扩大，而作为在世界经济发展中扮演重要角色的中国，飞速发展的电子产业也催生了更庞大的数字示波器需求市场。

面对如此庞大的市场，世界以及中国本土示波器制造商一方面增强中国市场的进军力度，另一方面也紧贴市场的需求，最大程度的满足用户的实际使用需求。RIGOL（北京普源精电科技发展有限公司）总经理李维森指出：目前新的技术应用越来越多，测试要求也越来越高，谁能不断满足用户不断变化的测试需求，谁就能赢得市场。

不断满足行业应用新标准

一些业内主要厂商，例如微软，Intel，三星或者西门子等等，他们在实现各自的远景目标过程中都会借助很多的行业新标准。就拿PC来说，一个PC内所含的新标准不下二十种。作为测试平台的提供者，为PC行业的用户提供测试方案时，就必须考虑这二十多种新的行业标准并根据这些标准为PC行业的用户分别提供测试软件和解决方案。在今后的通信和娱乐消费电子行业，特别是电源设计领域，新的应用和标准不断涌现，电子设计工程师在技术开发的过程中每天都要面临着这些新技术所带来的挑战。示波器制造企业就需要针对这些新的标准推出自己的解决方案和工具，从而帮助用户基于这些新的技术开发出新的产品，而这些产品最终能够促进整个电子行业的发展。

在与国外测试测量巨头的博弈中，示波器领域，中国企业已取得非常大的突破。RIGOL公司作为中国仪器界崛起的生力军，继DS5000系列数字示波器创下销售佳绩，获得专业人士好评之后，于2006年初又投下一颗重磅炸弹，推出一款性能卓著的紧凑型数字存储示波器――DS1000系列。DS1000系列在性能上不仅全面超过国外同类产品，打破了在这个领域国外产品一统天下的局面，同时又在原DS5000系列产品上大胆创新，使DS1000系列成为为数不多体积小巧、功能强大、性能卓越的低端数字示波器，弥补了国内空白。

在很多生产领域，数字产品离不开模拟产品的配合，各种新型应用对模拟产品提出了新要求，同时也影响着模拟产品的发展方向。以目前市场热点3G手机为例，其实数字算法问题早已解决，但电源待机时间、声音效果、背光等还不能满足用户的需求，而这些都属于模拟技术的范畴。

此外，信号传输在现代工程中是很重要的一个技术环节，通常使用多芯电缆将模拟信号和数字信号独立多线传输。但在信号传输中，数字信号将对模拟信号产生干扰，目前采用的解决方法是可以设计这样一个系统：利用单片机来实现模拟信号和数字信号在单线中的混合传输。而这其中的测试和调试就要求示波器必须能构对数字信号和模拟信号同时进行分析和显示。使用DS1000示波器可以同时采集16路输入DAC（数模转换器）的数字信号和两路输出的模拟信号。这一性能给数字模拟混合信号的开发、测量和调试带来了极大的方便。

李维森表示，RIGOL近几年中之所以能够快速增长，其中的一个重要原因就是利用强大的本土优势，能很好地应对来自客户和整个行业的一系列新标准，结果就是用户能够更快更好地完成他们的工作。

功能集成趋势明显

有关专家指出，在今后几年中，高速数据系统的设计和开发还将面临着一个非常重要的发展趋势，这就是不论是开发未来的手机、计算机系统还是高速通信系统，用户会越来倾向于同时使用一台示波器和一台频谱分析仪，来同时从不同的角度全方位地捕获和分析系统中的信号，从而解决来源于不同角度的问题。今后市场的发展让示波器需要面对更多的应用，因此示波器的多功能集成对于测试供应商来说更为重要。所以企业在开发测试平台时不仅要提供多功能硬件平台，同时也通过提供合理的应用软件来丰富测试平台，能够去面对各种复杂的测试任务。

目前国内外示波器制造商都在向这个方向发展。RIGOL新近推出的DS1000系列数字示波器具有相当卓越的性能指标和众多强大的功能。DS1000系列是目前市场上唯一包含了逻辑分析模块的低端数字示波器，不仅如此它还具备丰富的触发功能和独一无二的可调触发灵敏度，用户可用一台示波器同时观测模拟和数字信号，并可以在各种复杂信号中稳定触发；显示器采用16位彩色TFT液晶显示系统，使波形显示更加清晰；DS1000 存储深度最大可达1M，正常模式也可达到512K。

除了以上创新功能外，DS1000还具有诸如模拟显示、数字滤波器、波形录制、波形亮度调节、USB HOST功能，并支持U盘和USB接口打印机，满足客户多方面的操作需求。使用户在测试过程中，真正达到一次多测量的功能需求。

专家强调，电子新技术的发展，使得工程师的测试工作越来越繁琐，也使得他们的任务越来越重，很明显这些工程师更趋向于能够一次可以实现多测试功能，节省工作时间，提高工作效率的数字示波器。

在多功能的应用中，触发功能显得非常重要，示波器触发决定了利用示波器能够捕获、观看和测量的信号。触发系统的技术指标体现了一个简单的问题：在频率范围顶部附近捕获信号时，对信号振幅的要求则是触发灵敏度与模拟采样带宽相匹配。

在工程师的日常工作中，经常要观察一些特殊信号的变化过程，但是之前所使用的示波器只具有上升或下降沿触发的功能，并且只针对单个信号。DS1000系列示波器的触发方式有一种就是上升&下降沿触发，解决了这个难题。斜率触发是根据信号的上升/下降时间的快慢来判断触发，相比边沿触发更加灵活和准确。而DS1000系列示波器的触发功能中，交替触发功能显示出了明显的优势。交替触发功能是模拟示波器的功能在数字示波器中的重现，这一功能保证了即使是两个非同步信号，也能够同时稳定的触发，大大提高了工作效率。

趋于美观、更具移动性

当一个行业以及产品发展到极度成熟的时候，实用性与艺术性都会同时体现出来。当代数字示波器除了追求强大的功能以外，外观精美、款式小巧，便于移动也成为发展的一个趋势。

具有强大功能的DS1000系列最直观的特点就是它的超薄设计和精巧外观。多年来，示波器制造商一直遵循CRT领域的设计规则，示波器在体积方面要能够适应深CRT和相关电子器件。这导致其包装很大、通常也很笨重，很难移动或很难安放在工程师的工作台上。而DS1000系列紧凑的内部结构使得其厚度仅仅只有154mm，体积是同类产品的1/3左右。小巧的体积大大减少了桌面的占用面积，非常适合拥挤的工作台使用，而且便于携带。不仅如此，外观完美的圆弧曲线设计、精致的按钮大大增加了机器的美感和触感。