新一代示波器ASIC，打造全能信號(hào)捕手

串行數(shù)據(jù)通信、電源管理和電源轉(zhuǎn)換技術(shù)的進(jìn)步使得捕獲、觀察和分析更復(fù)雜的信號(hào)細(xì)節(jié)對(duì)于準(zhǔn)確的測(cè)量和高效的故障排除至關(guān)重要。全新4系列B MSO混合信號(hào)示波器通過其12位ADC采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了更高的分辨率，從而滿足了這一需求。

全新4系列B MSO配備新一代示波器ASIC，盤點(diǎn)優(yōu)勢(shì)主要在于四個(gè)方面

?  更高性能ADC（12位）

?  高清晰度波形顯示

?  改進(jìn)的低噪聲、高增益模擬前端

?  消除固有噪聲的硬件濾波器

1)  高性能12位ADC

4系列B MSO示波器配備了新的TEK049 ASIC，集成四個(gè)12位高級(jí)ADC來實(shí)現(xiàn)100GS/s數(shù)據(jù)吞吐量。由于內(nèi)置在TEK049 ASIC中的ADC是12位的，因此它們提供4096個(gè)垂直數(shù)字化級(jí)別，比以前的8位ADC高出16倍的垂直分辨率。

泰克新型12位ASIC（TEK049）

在4系列B MSO中，它們以3.125 GS/s的速度提供完成的12位樣本。在6.25GS/s時(shí)，通過12位ADC獲取數(shù)據(jù)，但將其存儲(chǔ)在8位存儲(chǔ)存儲(chǔ)器中，以適應(yīng)ASIC和存儲(chǔ)器之間的最大傳輸速率。

2)  用于增強(qiáng)波形查看功能的高清顯示處理

TEK049 ASIC還集成了顯示處理硬件，使4系列B MSO能夠支持具有生動(dòng)更新率的大型高清顯示器。1920 x 1080像素的可用性使示波器能夠利用更高的ADC分辨率，并有助于查看重要的信號(hào)細(xì)節(jié)。

在其他示波器中，顯示系統(tǒng)將ADC代碼壓縮為可用的垂直像素的數(shù)量，這使得用戶無法看到ADC捕獲的重要細(xì)節(jié)。TEK049還實(shí)現(xiàn)了具有16位色彩深度的非?？斓母滤俾?。這種具有灰度縮放功能的快速更新率允許用戶挑選波形的關(guān)鍵特征，進(jìn)一步增強(qiáng)了那些需要精細(xì)信號(hào)細(xì)節(jié)的用戶的查看能力。

3)  針對(duì)高帶寬和低分壓設(shè)置的更低噪聲和更大增益

新ASIC還使4系列B MSO能夠在示波器的顯示器上支持廣泛的全刻度，前端的放大器和衰減器系統(tǒng)調(diào)整增益，以始終充分利用ADC的全刻度。放大器噪聲需要非常低，以利用高分辨率ADC，并使示波器能夠在高帶寬和低分壓電壓設(shè)置下使用。4系列B MSO配備新型TEK026D，可確保非常低的噪聲，甚至可以在不添加探針放大器噪聲的情況下精確探測(cè)到1GHz。

泰克新型模擬前端ASIC (TEK026D)

4)  提高垂直分辨率的硬件濾波技術(shù)

通常，示波器ADC總是以最大采樣率運(yùn)行，無論設(shè)置如何。當(dāng)用戶設(shè)置較低的采樣率時(shí)，采樣點(diǎn)被抽?。⊕伋觯┮源鎯?chǔ)所需的記錄長(zhǎng)度/采樣率組合。這種拋出額外樣本的模式被稱為“樣本模式”。Tektronix傳統(tǒng)上通過一種稱為高分辨率或“HiRes”模式的方法為“額外”樣本提供了更高效的使用。在通常被稱為“boxcar averaging”的過程中，將采樣點(diǎn)平均在一起以創(chuàng)建所需的采樣率。每個(gè)采樣點(diǎn)由更多的信息組成，提供更好的精度，并有效地提供更高的垂直分辨率。下圖展示了樣本模式與HiRes（boxcar average）模式的對(duì)比。這項(xiàng)技術(shù)在今天被廣泛使用。

樣本模式 vs HiRes（boxcar average）模式

4系列B MSO改進(jìn)了boxcar平均法或“HiRes”方法。新的高分辨率模式使用TEK049 ASIC中的硬件不僅執(zhí)行平均，而且還為每個(gè)采樣率實(shí)現(xiàn)抗混疊濾波器和一組獨(dú)特設(shè)計(jì)的有限脈沖響應(yīng)（FIR）濾波器，以確保用戶獲得被測(cè)原始信號(hào)的高分辨率表示。

不同模式下濾波信號(hào)的階躍響應(yīng)對(duì)比

捕捉、觀察和分析各種信號(hào)的細(xì)微細(xì)節(jié)，對(duì)于尖端技術(shù)的設(shè)計(jì)和故障排除來說，從未像現(xiàn)在這樣至關(guān)重要。在泰克，我們致力于通過改進(jìn)工程師日常使用的工具來增強(qiáng)他們的創(chuàng)新能力。4系列B MSO中由新的自定義ASIC驅(qū)動(dòng)的12位ADC只是其中一個(gè)例子。