未来的示波器
白皮书
未来的示波器不只是示波器
测试工程团队有一项极具挑战性的任务要完成。由于技术问题层出不穷，工程师时刻面临着测试时间和测试进度上的压力。在大多数情况下，他们还处于测试设备功能不够、性能不足，甚至二者都无法满足需求的窘境。工程师通常使用的部分测试仪器包括示波器、频谱分析仪、函数发生器、频率响应分析仪、逻辑分析仪、协议分析仪、计数器和数字电压表 (DVM)。工程师需要使用这些工具来执行不同的测试，您可以想象测试台上的空间是多么拥挤。现在，假如您是一名拥有未来示波器的工程师，您需要的所有测试仪器功能都整合到一台仪器中，情况会怎样？
测试工程师面对的挑战
图 1 中的项目时间表详细列出了完成一个项目的端到端计划安排。然而，随着项目的推进，项目每个阶段中任务与任务的间隔时间会发生变化。在大多数情况下，开发、验证和校验团队完成任务的用时会越 来越长。其中一部分原因可能是他们在进入下一阶段之前需要纠正前面的错误。
作为一名测试工程师，您需要重视以下几个关键点，以便保持项目按正轨运行：
- 使用可靠的仪器，因为您需要符合高标准的质量测试数据。
- 井井有条地布置测试台，方便您找到所需工具。
- 整合仪器，方便对单一被测器件 (DUT) 进行综合测试。
- 使用模块化软件，充分利用多位工程师用不同语言编写的各种代码模块。
- 尽量发掘传统测试工具的功能和性能，完成力所能及的任务。
未来的测试台
我们来设想一下未来的示波器是什么样子――您可以希望测试台上有以下测试仪器。
数字示波器： 8 通道，6 GHz，16 GSa/s
在进行时域信号分析时，示波器非常关键。对于许多测量场景而言，示波器是最常用的测试仪器。当前，由于被测器件包含密集的输入/输出 (I/O) 端口，因此需要同时测试这些被测器件的多路输入和输出。Wi-Fi 6 和 5G FR1 等新兴技术还要求 2 GHz 以上的带宽。选择一台拥有 8 个模拟通道和 6 GHz 带宽的数字示波器，可以获得出色的可扩展性，确保满足当前和未来的测试要求，参见图 2。
波形发生器： 50 MHz
大多数测试需要使用 50 MHz 波形发生器。波形发生器应当内置有多种预先配置好的常用波形，供用户直接使用，例如正弦波、方波、脉冲、三角波、斜波、噪声、直流、心率波、Sinc、指数上升 / 下降以及任意波形。它必须方便用户发送命令信号，仿真信道噪声，以及轻松对器件执行极限测试。
频率响应分析仪： 50 MHz，幅度和相位
以 50 MHz 波形发生器作为输入激励，使用匹配的 50 Mhz 频率响应分析仪 (FRA) 完成极限测试过程。当示波器提供时域信息时，FRA 会提供频率响应信息。您应当能够在单频或扫频模式下查看波特图。通过图 3 可以看出，我们务必要确认在测试范围内有最多 1,000 个测试点，且留出自动增益/相位裕量。
实时频谱分析仪： 320 MHz 分析频宽
尽管有 FRA 可以提供频率响应分析，但要在频域中捕获信号异常，频谱分析仪则必不可少。如果您在检测信号异常方面遇到了困难，最好选择使用实时频谱分析仪 (RTSA) 而不是单独的基础的快速傅立叶变换 (FFT) 方法来准确捕获信号异常。图 4 显示，RTSA 在频域中捕获信号异常的概率达到 100%，甚至对于异步异常也不例外。使用 RTSA 的话，您还可以检测由间歇性电源噪声和噪声效应、信号串扰以及环境对信号的影响而导致的信号异常。
未来的示波器
未来的示波器究竟是什么样子？想象一下您有这样一个测试台，所有测试设备都位于同一个平台上。一台多合一仪器能够让您的测试台变得井井有条，同时工作流程也变得更简单，测量更精准，而多通道测量的结果可重复性更高。未来的示波器就是这样。让凌乱不堪的测试台变整洁，缩短设置和测试时间八种功能强大的仪器集成在一个平台上，将会让凌乱不堪的测试台变整洁，缩短设置和测试时间，同时最大限度降低串扰的影响。因为不再需要多个电源或电池为测试台上的各种测试仪器供电，您可以节省一大笔开支。您用不着花费大部分时间为每个被测器件设置测试设备。在单个屏幕而不是多个单独的仪器上高效地呈现、捕获、分析和记录数据。这种能力可以减少您在执行测试前必须完成的后台处理任务，从而进一步缩短测试时间。
想了解更多详情？欢迎下载 PDF 资料。