現代數字示波器的發(fā)展及應用

數字示波器自上個(gè)世紀七十年代誕生以來(lái)，其應用越來(lái)越廣泛，已成為測試工程師必備的工具之一。隨著(zhù)近幾年來(lái)電子技術(shù)取得突破性的發(fā)展，全世界數字示波器市場(chǎng)進(jìn)一步擴大，而作為在世界經(jīng)濟發(fā)展中扮演重要角色的中國，飛速發(fā)展的電子產(chǎn)業(yè)也催生了更龐大的數字示波器需求市場(chǎng)。

面對如此龐大的市場(chǎng)，世界以及中國本土示波器制造商一方面增強中國市場(chǎng)的進(jìn)軍力度，另一方面也緊貼市場(chǎng)的需求，最大程度的滿(mǎn)足用戶(hù)的實(shí)際使用需求。RIGOL（北京普源精電科技發(fā)展有限公司）總經(jīng)理李維森指出：目前新的技術(shù)應用越來(lái)越多，測試要求也越來(lái)越高，誰(shuí)能不斷滿(mǎn)足用戶(hù)不斷變化的測試需求，誰(shuí)就能贏(yíng)得市場(chǎng)。

不斷滿(mǎn)足行業(yè)應用新標準

一些業(yè)內主要廠(chǎng)商，例如微軟，Intel，三星或者西門(mén)子等等，他們在實(shí)現各自的遠景目標過(guò)程中都會(huì )借助很多的行業(yè)新標準。就拿PC來(lái)說(shuō)，一個(gè)PC內所含的新標準不下二十種。作為測試平臺的提供者，為PC行業(yè)的用戶(hù)提供測試方案時(shí)，就必須考慮這二十多種新的行業(yè)標準并根據這些標準為PC行業(yè)的用戶(hù)分別提供測試軟件和解決方案。在今后的通信和娛樂(lè )消費電子行業(yè)，特別是電源設計領(lǐng)域，新的應用和標準不斷涌現，電子設計工程師在技術(shù)開(kāi)發(fā)的過(guò)程中每天都要面臨著(zhù)這些新技術(shù)所帶來(lái)的挑戰。示波器制造企業(yè)就需要針對這些新的標準推出自己的解決方案和工具，從而幫助用戶(hù)基于這些新的技術(shù)開(kāi)發(fā)出新的產(chǎn)品，而這些產(chǎn)品最終能夠促進(jìn)整個(gè)電子行業(yè)的發(fā)展。

在與國外測試測量巨頭的博弈中，示波器領(lǐng)域，中國企業(yè)已取得非常大的突破。RIGOL公司作為中國儀器界崛起的生力軍，繼DS5000系列數字示波器創(chuàng )下銷(xiāo)售佳績(jì)，獲得專(zhuān)業(yè)人士好評之后，于2006年初又投下一顆重磅炸彈，推出一款性能卓著(zhù)的緊湊型數字存儲示波器――DS1000系列。DS1000系列在性能上不僅全面超過(guò)國外同類(lèi)產(chǎn)品，打破了在這個(gè)領(lǐng)域國外產(chǎn)品一統天下的局面，同時(shí)又在原DS5000系列產(chǎn)品上大膽創(chuàng )新，使DS1000系列成為為數不多體積小巧、功能強大、性能卓越的低端數字示波器，彌補了國內空白。

在很多生產(chǎn)領(lǐng)域，數字產(chǎn)品離不開(kāi)模擬產(chǎn)品的配合，各種新型應用對模擬產(chǎn)品提出了新要求，同時(shí)也影響著(zhù)模擬產(chǎn)品的發(fā)展方向。以目前市場(chǎng)熱點(diǎn)3G手機為例，其實(shí)數字算法問(wèn)題早已解決，但電源待機時(shí)間、聲音效果、背光等還不能滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，而這些都屬于模擬技術(shù)的范疇。

此外，信號傳輸在現代工程中是很重要的一個(gè)技術(shù)環(huán)節，通常使用多芯電纜將模擬信號和數字信號獨立多線(xiàn)傳輸。但在信號傳輸中，數字信號將對模擬信號產(chǎn)生干擾，目前采用的解決方法是可以設計這樣一個(gè)系統：利用單片機來(lái)實(shí)現模擬信號和數字信號在單線(xiàn)中的混合傳輸。而這其中的測試和調試就要求示波器必須能構對數字信號和模擬信號同時(shí)進(jìn)行分析和顯示。使用DS1000示波器可以同時(shí)采集16路輸入DAC（數模轉換器）的數字信號和兩路輸出的模擬信號。這一性能給數字模擬混合信號的開(kāi)發(fā)、測量和調試帶來(lái)了極大的方便。

李維森表示，RIGOL近幾年中之所以能夠快速增長(cháng)，其中的一個(gè)重要原因就是利用強大的本土優(yōu)勢，能很好地應對來(lái)自客戶(hù)和整個(gè)行業(yè)的一系列新標準，結果就是用戶(hù)能夠更快更好地完成他們的工作。

功能集成趨勢明顯

有關(guān)專(zhuān)家指出，在今后幾年中，高速數據系統的設計和開(kāi)發(fā)還將面臨著(zhù)一個(gè)非常重要的發(fā)展趨勢，這就是不論是開(kāi)發(fā)未來(lái)的手機、計算機系統還是高速通信系統，用戶(hù)會(huì )越來(lái)傾向于同時(shí)使用一臺示波器和一臺頻譜分析儀，來(lái)同時(shí)從不同的角度全方位地捕獲和分析系統中的信號，從而解決來(lái)源于不同角度的問(wèn)題。今后市場(chǎng)的發(fā)展讓示波器需要面對更多的應用，因此示波器的多功能集成對于測試供應商來(lái)說(shuō)更為重要。所以企業(yè)在開(kāi)發(fā)測試平臺時(shí)不僅要提供多功能硬件平臺，同時(shí)也通過(guò)提供合理的應用軟件來(lái)豐富測試平臺，能夠去面對各種復雜的測試任務(wù)。

目前國內外示波器制造商都在向這個(gè)方向發(fā)展。RIGOL新近推出的DS1000系列數字示波器具有相當卓越的性能指標和眾多強大的功能。DS1000系列是目前市場(chǎng)上唯一包含了邏輯分析模塊的低端數字示波器，不僅如此它還具備豐富的觸發(fā)功能和獨一無(wú)二的可調觸發(fā)靈敏度，用戶(hù)可用一臺示波器同時(shí)觀(guān)測模擬和數字信號，并可以在各種復雜信號中穩定觸發(fā)；顯示器采用16位彩色TFT液晶顯示系統，使波形顯示更加清晰；DS1000 存儲深度最大可達1M，正常模式也可達到512K。

除了以上創(chuàng )新功能外，DS1000還具有諸如模擬顯示、數字濾波器、波形錄制、波形亮度調節、USB HOST功能，并支持U盤(pán)和USB接口打印機，滿(mǎn)足客戶(hù)多方面的操作需求。使用戶(hù)在測試過(guò)程中，真正達到一次多測量的功能需求。

專(zhuān)家強調，電子新技術(shù)的發(fā)展，使得工程師的測試工作越來(lái)越繁瑣，也使得他們的任務(wù)越來(lái)越重，很明顯這些工程師更趨向于能夠一次可以實(shí)現多測試功能，節省工作時(shí)間，提高工作效率的數字示波器。

在多功能的應用中，觸發(fā)功能顯得非常重要，示波器觸發(fā)決定了利用示波器能夠捕獲、觀(guān)看和測量的信號。觸發(fā)系統的技術(shù)指標體現了一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題：在頻率范圍頂部附近捕獲信號時(shí)，對信號振幅的要求則是觸發(fā)靈敏度與模擬采樣帶寬相匹配。

在工程師的日常工作中，經(jīng)常要觀(guān)察一些特殊信號的變化過(guò)程，但是之前所使用的示波器只具有上升或下降沿觸發(fā)的功能，并且只針對單個(gè)信號。DS1000系列示波器的觸發(fā)方式有一種就是上升&下降沿觸發(fā)，解決了這個(gè)難題。斜率觸發(fā)是根據信號的上升/下降時(shí)間的快慢來(lái)判斷觸發(fā)，相比邊沿觸發(fā)更加靈活和準確。而DS1000系列示波器的觸發(fā)功能中，交替觸發(fā)功能顯示出了明顯的優(yōu)勢。交替觸發(fā)功能是模擬示波器的功能在數字示波器中的重現，這一功能保證了即使是兩個(gè)非同步信號，也能夠同時(shí)穩定的觸發(fā)，大大提高了工作效率。

趨于美觀(guān)、更具移動(dòng)性

當一個(gè)行業(yè)以及產(chǎn)品發(fā)展到極度成熟的時(shí)候，實(shí)用性與藝術(shù)性都會(huì )同時(shí)體現出來(lái)。當代數字示波器除了追求強大的功能以外，外觀(guān)精美、款式小巧，便于移動(dòng)也成為發(fā)展的一個(gè)趨勢。

具有強大功能的DS1000系列最直觀(guān)的特點(diǎn)就是它的超薄設計和精巧外觀(guān)。多年來(lái)，示波器制造商一直遵循CRT領(lǐng)域的設計規則，示波器在體積方面要能夠適應深CRT和相關(guān)電子器件。這導致其包裝很大、通常也很笨重，很難移動(dòng)或很難安放在工程師的工作臺上。而DS1000系列緊湊的內部結構使得其厚度僅僅只有154mm，體積是同類(lèi)產(chǎn)品的1/3左右。小巧的體積大大減少了桌面的占用面積，非常適合擁擠的工作臺使用，而且便于攜帶。不僅如此，外觀(guān)完美的圓弧曲線(xiàn)設計、精致的按鈕大大增加了機器的美感和觸感。