泰克示波器如何解決小信號測試精準(zhǔn)度問題?
2020/8/24  12:41:25

  泰克以新一代示波器4系、5系、6系來面對,其硬件均采用12位ADC來實現(xiàn)無與倫比的分辨率,幫助工程師捕獲微小信號。這要歸功于Tek049芯片,這顆新型ASIC作為泰克未來示波器的核心,支持高清觸摸屏顯示器、最多8個FlexChannel輸入、12位垂直分辨率等,為現(xiàn)代工程師設(shè)計所需的下一代示波器提供動力。

  Tek049 是泰克最新研制的一種ASIC (專用集成電路),這是一種高度集成的芯片系統(tǒng)(SOC)混合信號ASIC,含有4 億個晶體管和20 億個連接,構(gòu)成了4 個內(nèi)部ADCs ( 模數(shù)轉(zhuǎn)換器) 和集成DSP ( 數(shù)字信號處理器)。Tek049 采用40 nm RF CMOS 工藝制造,采用1927 針精細(xì)間隙球柵陣列封裝,打造出泰克新一代示波器獨有的芯片。


                                                                                                                   圖1 Tek049芯片


  新型12 位ADC 是目前世界上速度最快的轉(zhuǎn)換器,內(nèi)部運行速率達(dá)25 GS/s,每通道采樣率要比以前的同類示波器高出25%。12 位實現(xiàn)了4096 種垂直模數(shù)轉(zhuǎn)換電平,分辨率比采用8 位ADC 的示波器高出16 倍。每條ADC通道基于交織連續(xù)接近寄存器(SAR) 結(jié)構(gòu),每塊Tek049 芯片包括四個ADCs,實現(xiàn)了100 GS/s 的總吞吐量。

  12bit示波器成為“芯”趨勢

  電源設(shè)計工程師,面臨著更多微小信號測試的場景。隨著電力電子技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用,很多電源紋波已經(jīng)變得很小,尤其是板級設(shè)計電源軌紋波測試從幾十mV到現(xiàn)在的十幾mV甚至幾個mV,傳統(tǒng)的8bit示波器已經(jīng)不能滿足測試需求。

  比如開關(guān)器件系統(tǒng)調(diào)試中,工程師會比較關(guān)注開關(guān)邊沿的震蕩信號,這需要示波器在保證垂直方向滿足大量程的情況下,同時具備足夠的分辨率保證能夠捕捉到窄幅震蕩信號的細(xì)節(jié)。


                                                                                             圖2 利用8位和12位示波器測試開關(guān)管導(dǎo)通信號


  圖2顯示的是用不同垂直分辨率的示波器測試同一個開關(guān)電路開關(guān)導(dǎo)通瞬間震蕩波形的對比。為測試完整的波形,需要對示波器設(shè)定選擇一個較大的量程;同時工程師需要對邊沿的震蕩放大以對細(xì)節(jié)進行觀測。圖3和圖4是這兩臺示波器在同樣設(shè)置條件下(250MSa/s采樣率,10k樣點,2V每格)實際測試結(jié)果?梢奙DO4000C示波器(8位)測試結(jié)果,因為其垂直分辨率的限制,放大后出現(xiàn)明顯的量化臺階,基本無法進行分析;而泰克全新4系列MSO示波器(12位)捕獲的波形,放大后仍能準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)震蕩信號的細(xì)節(jié)。



                                                                                               圖3. MDO4000C示波器(8bit)測試結(jié)果



                                                                                                  圖4. 全新4系列MSO示波器(12bit)測試結(jié)果


  泰克示波器12位ADC已經(jīng)成為測試行業(yè)的趨勢,泰克新一代12位示波器大大增加了工程師的測試信心,也為工程師提供了準(zhǔn)確測試高速信號的方法。

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