數(shù)字示波器故障 有毛刺

前沿拓展：

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目前在嵌入式領(lǐng)域，電路設(shè)計(jì)變得越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)電路調(diào)試的要求也變得越來(lái)越高。比如，在DDR內(nèi)存測(cè)試方面，除了高速數(shù)字信號(hào)以外，還包括各種DC-DC電源軌，它們的上、掉電順序都有嚴(yán)格要求，因此在使用示波器時(shí)就需要提供多通道，才能夠同時(shí)驗(yàn)證多路電源軌。

又比如，在電源完整性驗(yàn)證方面，現(xiàn)在的電路板里通常都會(huì)有USB/Type C、MIPI等各種高速信號(hào)，同時(shí)還包含一些無(wú)線信號(hào)，比如WiFi、Bluetooth，它們之間相互干擾，因此不僅需要示波器提供多個(gè)通道，還需要它的帶寬能夠覆蓋到無(wú)線信號(hào)和高速數(shù)字信號(hào)。然而，原有的8通道示波器，帶寬只達(dá)到2GHz或者以下，而像Sub-6G的5G、WiFi等，其頻段范圍都已超過(guò)2GHz，而像USB、MIPI等的新接口，其速度對(duì)示波器帶寬的要求也都超過(guò)了2GHz。

另外，在物聯(lián)網(wǎng)方面，最新的WiFi6頻段也超過(guò)了2GHz。這就對(duì)多通道示波器提出了新要求：既能支持八個(gè)通道，帶寬又要超過(guò)2GHz，甚至達(dá)到6GHz。

為了填補(bǔ)這個(gè)空白，是德科技推出了新的MXR系列示波器。同時(shí)，它還有一大亮點(diǎn)，那就是8合1功能。日前，在該公司舉辦的新產(chǎn)品發(fā)布會(huì)上，該公司大中華區(qū)汽車與新能源測(cè)試方案市場(chǎng)經(jīng)理杜吉偉向我們進(jìn)行了詳細(xì)解讀。

MXR系列示波器概覽

據(jù)介紹，MXR系列示波器里面集成了8個(gè)模擬通道，每個(gè)通道都可以做到同時(shí)使用，并且都是6GHz的帶寬，都可以達(dá)到16GSa/s的采樣率。并且，它首次引入了故障獵人的概念和性能?！笆堑驴萍荚谵D(zhuǎn)型過(guò)程當(dāng)中已經(jīng)不再是一個(gè)傳統(tǒng)的硬件公司，我們?cè)谟布幕A(chǔ)上提供更多的軟件方案以及服務(wù)?！倍偶獋ソ忉屨f(shuō)，“因?yàn)楹枚嗫蛻舨皇鞘静ㄆ鞣矫娴膶＜遥哪康木褪钦{(diào)整電路，就是要發(fā)現(xiàn)信號(hào)里邊的異常。只要按兩個(gè)按鈕，它就會(huì)自動(dòng)對(duì)你的信號(hào)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，然后告訴你正常信號(hào)大概是什么樣子，大概率的80%信號(hào)參數(shù)都是怎樣。然后小概率的事件或個(gè)別情況，出現(xiàn)毛刺了，出現(xiàn)矮脈沖了，邊沿速度太慢了，它也都會(huì)告訴你。這就是我們第一次在示波器里面引入的故障獵人?！?/p>

同時(shí)，在電源完整性方面，也把它做成一個(gè)軟件包。里邊除了傳統(tǒng)的電源紋波分析以外，還加入了所謂的串?dāng)_分析，即告訴用戶，周圍的高速信號(hào)對(duì)它有沒(méi)有干擾，如果有的話，干擾是多大。而且會(huì)告訴用戶，如果解決了這個(gè)干擾，信號(hào)是否會(huì)變得更干凈一些，然后測(cè)量參數(shù)會(huì)發(fā)生哪些變化，他補(bǔ)充說(shuō)。

然后還有一個(gè)創(chuàng)新，就是第一次在示波器里引入了實(shí)時(shí)頻譜分析儀的功能。“以前的示波器一般來(lái)講有普通的FFT或者是加入了一個(gè)掃頻儀，沒(méi)有實(shí)時(shí)頻譜儀的概念，我們第一次引入實(shí)時(shí)頻譜儀?！彼赋觥?/p>

另外，它可以完全保護(hù)客戶的投資，架構(gòu)是可升級(jí)的。比如一開(kāi)始是買了四個(gè)通道，如果以后需要八個(gè)通道了，就可以升級(jí)成八個(gè)通道；需要實(shí)時(shí)頻譜儀也可以加實(shí)時(shí)頻譜儀，等等。

同時(shí)，對(duì)于某家公司有多個(gè)分公司，需要共享研發(fā)數(shù)據(jù)的場(chǎng)景，它提供的Infiniium離線分析軟件包，可以裝到任何一臺(tái)PC上，可以讓用戶分享里面的數(shù)據(jù)，共同協(xié)作，提高整個(gè)團(tuán)隊(duì)的研發(fā)效率。“整個(gè)MXR系列一共是12個(gè)型號(hào)，主要型號(hào)定義的方法是用帶寬和通道數(shù)來(lái)定義。”他補(bǔ)充說(shuō)。

高端示波器和低中端示波器功能相結(jié)合

然后，它結(jié)合了高端示波器和低中端示波器的特點(diǎn)。比如，其內(nèi)部的ASIC是來(lái)自110GHz帶寬UXR系列示波器。“UXR系列示波器是一個(gè)封頂之作，它在硬件加速（功能全開(kāi)）的情況下，波形捕獲率可以達(dá)到20萬(wàn)次/秒。”杜吉偉說(shuō)。然后，借鑒于此的還有2GHz帶寬的數(shù)字下變頻；帶寬可用軟件實(shí)現(xiàn)升級(jí)；以及出色的信號(hào)完整性。

另外，它借鑒InfiniiVision X系列示波器的方面包括：8合1功能；硬件加速的畫(huà)圖觸發(fā)功能；功能全開(kāi)的高速波形捕獲率（小示波器可以做到一秒鐘100萬(wàn)次的波形捕獲率）。

因此，總結(jié)來(lái)說(shuō)，這臺(tái)示波器是致力于讓用戶/工程師能看得更多、做得更多、節(jié)省的更多。

看更多、做更多、節(jié)省更多

看更多是指在不犧牲測(cè)量精度的情況下，它的響應(yīng)速度更快。“比如測(cè)眼圖，它一秒鐘能夠畫(huà)75萬(wàn)個(gè)UI（單位時(shí)間間隔）；如果是做實(shí)時(shí)頻譜的話，一秒鐘能夠做40萬(wàn)個(gè)FFT；如果做測(cè)量的話，一秒鐘能做的測(cè)量數(shù)超過(guò)30萬(wàn)個(gè)，速度非?？臁！盇DC有效位精度上可以到達(dá)9比特，如果是用高分辨率可以達(dá)到16比特，本底噪聲也改進(jìn)到43μV，時(shí)間基準(zhǔn)目前是業(yè)內(nèi)最高的，是8ppb（即0.008ppm）。

另外，它在八個(gè)通道全開(kāi)的情況下，性能是不妥協(xié)的。“就是全打開(kāi)帶寬是滿帶寬，采樣率是滿采樣率，存儲(chǔ)深度標(biāo)配都是200Mpts，顯示分辨率也采用了目前的高清顯示，屏幕大小也是目前示波器里最大的15.6英寸大屏幕顯示?！?/p>

另外，它引入了內(nèi)置的實(shí)時(shí)頻譜儀?！皬念l域角度來(lái)分析信號(hào)，對(duì)那些稍縱即逝的信號(hào)就能夠捕獲到，對(duì)I/Q信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和分析，而且它是八個(gè)通道全開(kāi)，每個(gè)通道都同時(shí)支持實(shí)時(shí)頻譜儀。”他補(bǔ)充說(shuō)，“你可以設(shè)置，比如有藍(lán)牙信號(hào)，有WiFi信號(hào)，有Sub-6G的5G信號(hào)，它們的中心頻率都是不一樣的。一個(gè)電路板里假如有各種信號(hào)，八路同時(shí)看，一路看藍(lán)牙，一路看WiFi，一路看Sub-6G…”

另外，實(shí)時(shí)頻譜儀和掃頻儀不一樣，掃頻儀在掃頻的時(shí)候可能會(huì)漏信號(hào)，實(shí)時(shí)頻譜儀可以做到漏的信號(hào)很少或者不漏信號(hào)?！皩?shí)時(shí)頻譜儀在頻域看信號(hào)盡量做到不漏信號(hào)，有一個(gè)說(shuō)法叫100%的POI，就是100%的概率截獲頻域的信號(hào)。”他補(bǔ)充說(shuō)，這也是首次在實(shí)時(shí)示波器里內(nèi)置了實(shí)時(shí)頻譜儀的功能，從頻域和時(shí)域都做到實(shí)時(shí)性。

做更多也就是8合1功能，即傳統(tǒng)的示波器再加上邏輯分析儀通道、協(xié)議分析儀、數(shù)字電壓表、頻率計(jì)（3個(gè)10位），任意波形發(fā)生器、頻響分析儀、實(shí)時(shí)頻譜分析儀（不是掃頻儀）?！邦l率響應(yīng)又叫波特圖分析儀，比如在測(cè)電源的時(shí)候，就是做開(kāi)關(guān)電源的波特圖分析，這一般是用專用儀器做的，我們把它做進(jìn)了示波器里面。”他解釋說(shuō)。其中，數(shù)字電壓表和頻率計(jì)是標(biāo)配的，示波器本身也是標(biāo)配，其他的都是選配，也就是有三個(gè)是標(biāo)配，五個(gè)是選配。（另外，在答記者問(wèn)時(shí)，他指出，8合1并不是替代八臺(tái)獨(dú)立的儀器，而在大部分常用的、以示波器為中心的場(chǎng)合，為它配合另外七種儀器功能出來(lái)。）

節(jié)約更多，一個(gè)是節(jié)約時(shí)間，一個(gè)是節(jié)約經(jīng)費(fèi)。節(jié)約時(shí)間，也就是將故障獵人概念首次引入示波器?！稗魞蓚€(gè)按鈕Autoscale和Auto Setup之后，背色信號(hào)就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行并標(biāo)設(shè)置。然后Auto Setup就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。先學(xué)習(xí)信號(hào)脈寬，根據(jù)大數(shù)據(jù)測(cè)量，分析里面正常信號(hào)大概80%的概率按照高斯分布，或者高斯分布的邊緣概率出現(xiàn)比較少的情況。然后就告訴你，可能里邊有毛刺，有矮脈沖，有邊沿速度很慢的信號(hào)。如果你想仔細(xì)研究，只要按Copy to Trigger按鈕，把這個(gè)故障信號(hào)自動(dòng)變成觸發(fā)條件，自動(dòng)觸發(fā)、實(shí)時(shí)調(diào)試，就可以實(shí)時(shí)看矮脈沖或者慢信號(hào)的樣子，出現(xiàn)的時(shí)候周邊信號(hào)又是什么樣子，有沒(méi)有時(shí)序關(guān)系。因?yàn)?個(gè)通道是時(shí)間相關(guān)、相位相關(guān)的，所以能看出這個(gè)相關(guān)性。”

“這個(gè)狩獵過(guò)程是自動(dòng)化的，是深度學(xué)習(xí)的，就能夠大大節(jié)約你的時(shí)間。如果沒(méi)有這個(gè)功能的話，你又不是示波器專家，那么通過(guò)故障獵人用幾秒鐘或者一分鐘能夠做完的事情，你可能需要幾小時(shí)甚至幾天才能夠完成?！倍偶獋フf(shuō)，“示波器中，帶寬和通道數(shù)這兩個(gè)指標(biāo)一般是最重要的。拿帶寬乘以通道數(shù)會(huì)得到一個(gè)值，如果用價(jià)格除以這個(gè)值，去和同類的產(chǎn)品對(duì)比的話，會(huì)發(fā)現(xiàn)MXR系列示波器的性價(jià)比是非常高的，個(gè)別情況下甚至超過(guò)同類產(chǎn)品兩倍以上?！?/p>

“再者，對(duì)于全球不同研發(fā)部門(mén)協(xié)同作業(yè)的情況，客戶只要裝一個(gè)Infiniium離線分析軟件，那么就不需要每個(gè)人都用示波器，有一個(gè)人用示波器實(shí)際采集數(shù)據(jù)，其他人只要拿到這個(gè)原始數(shù)據(jù)以及分析工具，就可以做不同的分析。而且，如果客戶愿意把他的數(shù)據(jù)跟我們分享，我們也可以幫著他做一些分析和判斷?！?/p>

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