新一代示波器ASIC，打造全能信号捕手

作者：泰克科技

串行数据通信、电源管理和电源转换技术的进步使得捕获、观察和分析更复杂的信号细节对于准确的测量和高效的故障排除至关重要。全新4系列B MSO混合信号示波器通过其12位ADC采集系统实现了更高的分辨率，从而满足了这一需求。

全新4系列B MSO配备新一代示波器ASIC，盘点优势主要在于四个方面
        更高性能ADC（12位）
        高清晰度波形显示
        改进的低噪声、高增益模拟前端
        消除固有噪声的硬件滤波器

1)        高性能12位ADC

4系列B MSO示波器配备了新的TEK049 ASIC，集成四个12位高级ADC来实现100GS/s数据吞吐量。由于内置在TEK049 ASIC中的ADC是12位的，因此它们提供4096个垂直数字化级别，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，它们以3.125 GS/s的速度提供完成的12位样本。在6.25GS/s时，通过12位ADC获取数据，但将其存储在8位存储存储器中，以适应ASIC和存储器之间的最大传输速率。

2)        用于增强波形查看功能的高清显示处理

TEK049 ASIC还集成了显示处理硬件，使4系列B MSO能够支持具有生动更新率的大型高清显示器。1920 x 1080像素的可用性使示波器能够利用更高的ADC分辨率，并有助于查看重要的信号细节。

在其他示波器中，显示系统将ADC代码压缩为可用的垂直像素的数量，这使得用户无法看到ADC捕获的重要细节。TEK049还实现了具有16位色彩深度的非常快的更新速率。这种具有灰度缩放功能的快速更新率允许用户挑选波形的关键特征，进一步增强了那些需要精细信号细节的用户的查看能力。

3)        针对高带宽和低分压设置的更低噪声和更大增益

新ASIC还使4系列B MSO能够在示波器的显示器上支持广泛的全刻度，前端的放大器和衰减器系统调整增益，以始终充分利用ADC的全刻度。放大器噪声需要非常低，以利用高分辨率ADC，并使示波器能够在高带宽和低分压电压设置下使用。4系列B MSO配备新型TEK026D，可确保非常低的噪声，甚至可以在不添加探针放大器噪声的情况下精确探测到1GHz。


泰克新型模拟前端ASIC (TEK026D)

4)        提高垂直分辨率的硬件滤波技术

通常，示波器ADC总是以最大采样率运行，无论设置如何。当用户设置较低的采样率时，采样点被抽取（抛出）以存储所需的记录长度/采样率组合。这种抛出额外样本的模式被称为“样本模式”。Tektronix传统上通过一种称为高分辨率或“HiRes”模式的方法为“额外”样本提供了更高效的使用。在通常被称为“boxcar averaging”的过程中，将采样点平均在一起以创建所需的采样率。每个采样点由更多的信息组成，提供更好的精度，并有效地提供更高的垂直分辨率。下图展示了样本模式与HiRes（boxcar average）模式的对比。这项技术在今天被广泛使用。


样本模式 vs HiRes（boxcar average）模式

4系列B MSO改进了boxcar平均法或“HiRes”方法。新的高分辨率模式使用TEK049 ASIC中的硬件不仅执行平均，而且还为每个采样率实现抗混叠滤波器和一组独特设计的有限脉冲响应（FIR）滤波器，以确保用户获得被测原始信号的高分辨率表示。


不同模式下滤波信号的阶跃响应对比

捕捉、观察和分析各种信号的细微细节，对于尖端技术的设计和故障排除来说，从未像现在这样至关重要。在泰克，我们致力于通过改进工程师日常使用的工具来增强他们的创新能力。4系列B MSO中由新的自定义ASIC驱动的12位ADC只是其中一个例子。纵览泰克4系列B MSO混合信号示波器更多信息，https://www.tek.com.cn/products/oscilloscopes/4-series-mso。