2020年09月10日 | 安捷伦在中端示波器领域实现频带翻番

在商业竞争的领域里罕有一家独存的先例，无论餐饮行业里的麦当劳和肯德基之争，还是FPGA领域里的Altera和Xilinx之博，它们基本实现了两家共存，明争暗斗，同进步共发展的生存格局。在示波器领域，安捷伦和泰克“厮杀不断”“明争暗斗”，一直作为两个行业标杆出现在大众的视野中，然而随着安捷伦在中端示波器领域推出Infiniium S系列和InfiniiVision 6000 X系列实现测量频带翻番，这个竞争格局也在逐渐打破。

频带更宽，性价比更高
安捷伦在示波器市场的占有率一直颇高，每年都会在原有产品的基础上推出性能更高的产品，今年安捷伦推出了高性价比示波器Infiniium S 系列和InfiniiVision 6000 X 系列。从频带指标来看两者都在本行业树立了新的标杆，其中Infiniium S 系列带宽范围500MHz ~ 8 GHz ，InfiniiVision 6000 X 系列带宽范围1GHz ~ 6 GHz 。

带宽，采样率和存储深度是决定一台示波器市场价值最直观的三大特性，下面我们拿出几家示波器厂商的同类产品，对技术指标进行一下对比：

经过参数对比可以看出安捷伦Infiniium S 系列示波器在三个方面均占优势，那么是什么原因让安捷伦这款产品实现了这样的技术指标？安捷伦科技全球副总裁Jay Alexander给出了答案， “Infiniium S系列之所以在频带领域实现这样的突破，得益于其使用业内带宽最高采样率的10 位ADC，而传统示波器大都采用8 位 ADC，因此这款示波器的垂直分辨率是传统示波器的四倍，信号细节的呈现更加精确。”

“InfiniiVision 6000 X 系列6GHz示波器报价不足4万美金，仅为相同带宽竞争产品的一半左右。其提供2和4通道DSO型号以及16路逻辑通道MSO型号选择，支持1 GHz至6 GHz的带宽范围和20GS/s采样率。6000 X系列重6.8千克，深度仅15厘米，体积是目前市场同带宽产品的 1/3。” 安捷伦科技数字与光测试业务部大中华区市场经理杜吉伟补充道。

高配置收获高性能
Infiniium S 系列示波器可以达到这样高的技术参数，我们不妨对该系列示波器的主板进行分析，如下图所示：

Infiniium S 系列示波器主板

Infiniium S 系列示波器内置一块示波器采集板和一块工控机主板，主板CPU采用Intel的i5四核3GHz处理器，8GB内存，运行嵌入式标准的Windows7 64位操作系统。示波器采集板采用20层PCB，并且使用了Rogers低损耗板材，自定义40GSa/s、10位的ADC，有效位ENOB可达到8.7位。

在这样的硬件支持下Infiniium S 系列示波器的性能到底如何，安捷伦官方进行了参数对比试验。

首先从ENOB进行分析，以1GHz带宽示波器为例，输入不同测试正弦波的ENOB图表所示。

图1：1GHz带宽的有效位

影响有效位的不仅仅是ADC，还有前端放大器，Infiniium  S系列示波器由于设计了低噪声的前端，所以有效位较高。通过与力科 HDO6104进行对比可以看出：

图2：高清示波器的有效位比较

图3：业界同类示波器的有效位比较

本底噪声是评估示波器精准度的一个关键指标，Infiniium S 系列示波器的设计中自定义ADC起到了关键的作用，这颗ADC非线性设计较好，500MHz时SFDR可以达到-73dBc，不同频率的SFDR如图所示：

图4：Infiniium S 系列示波器的SFDR性能

为了发挥10位ADC的性能，特别设计了一个低噪声模拟前端，这个低噪声前端带宽可达8GHz（对外连接器也是镀金的精密PBNC）。支持50ohm和1Mohm输入路径，并且每个路径都支持带宽限制滤波器，以减少不需要的噪声。在1GHz带宽时，只有90uV的噪声，并且硬件支持2mv/div的垂直灵敏度。使用电子衰减器减少噪声和增加可靠性。并且通过软件软件license可进行带宽升级。放大器，模拟滤波器和带宽升级都通过图中的大的芯片实现，这个芯片是130nm BiiCMOS集成电路。

图5：4GHz带宽示波器的底噪声对比

在精准时基方面，Infiniium S 系列示波器使用了新一代的时基（恒温晶体振荡器OCXO），校准后这个晶体振荡器的精度可达+-100ppb（parts per billion,不是million),使得深内存时的高精度测量得到保证，抖动测量本底的仪器注入抖动达到100fs。

图6：业界同类仪器时基精度对比

“接地气”的语音控制
苹果在消费电子领域的领跑同样给测试测量行业引入了一丝鲜活的气息，安捷伦这款示波器同样也接地气地配置了语音控制功能，同样采用Siri的语音库，支持14种语言，只是实行“完全匹配”而非模糊匹配，当测试人员就可以在双手占用时可以通过语音控制完成测试，测试更加灵活。试问语音控制到底是产品本身的一个卖点还是未来的一个标配？无论从目前的需求度来看，还是从以后发展趋势来看都没有过于明显的市场呼声，笔者无法猜测，我们交给用户去评断。

也许是竞争的需要，也许是未来产品的必然走势，各个测试测量厂家的示波器技术参数都在向着更高、更准迈进，接下来谁会拿下接力棒突破这一极限？我们拭目以待。