解讀中端示波器競(jìng)爭(zhēng)最新關(guān)鍵詞“1GHz”的奧妙
在最近舉辦的2012泰克春季創(chuàng)新論壇上，除了一系列針對(duì)高速接口測(cè)試的領(lǐng)先高端測(cè)試測(cè)量解決方案，泰克還隆重地展示了1GHz頻率范圍的最新雙通道和四通道“精簡(jiǎn)”版機(jī)型MSO/DPO4000B-Lite，高調(diào)回應(yīng)安捷倫最新強(qiáng)勢(shì)推出的1GHz InfiniiVision X3000系列示波器。
圖1：2012泰克春季創(chuàng)新論壇展示區(qū)的明星產(chǎn)品——MSO/DPO4000B-Lite。
隨著USB 2.0等高速總線和以太網(wǎng)現(xiàn)在被應(yīng)用于主流嵌入式設(shè)計(jì)，帶寬至少1GHz、速度更快、功能更強(qiáng)的示波器正在成為中端市場(chǎng)主流，市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)，從出貨量角度來說占據(jù)整個(gè)市場(chǎng)的最大份額。不過，由于嵌入式設(shè)計(jì)種類繁多，因此客戶產(chǎn)生了在這種性能水平下對(duì)不同通道數(shù)量和記錄長(zhǎng)度的更靈活的配置需求，當(dāng)然，定價(jià)能使廣大中小企業(yè)更能承擔(dān)得起也是這類中端示波器的競(jìng)爭(zhēng)要素。
不過，以往無(wú)論是泰克的DPO4000B還是安捷倫的7000B系列，1GHz示波器的起價(jià)至少是11-12萬(wàn)人民幣起，因此這兩大示波器巨頭都瞄準(zhǔn)10萬(wàn)元以下這一市場(chǎng)空白，推出了前述一系列新產(chǎn)品，滿足一些預(yù)算吃緊的客戶的需求，豐富各自目前的中端示波器產(chǎn)品組合。不過，此“1GHz”到底與彼“1GHz”有何不同，讓我們層層剝繭，細(xì)細(xì)道來。
圖2：中端示波器市場(chǎng)推動(dòng)因素。（資料來源：泰克科技客戶調(diào)查報(bào)告）
是否支持FPGA開發(fā)?
對(duì)于嵌入式開發(fā)來說，F(xiàn)PGA的設(shè)計(jì)越來越熱門，越來越多的設(shè)備系統(tǒng)里面采用了FPGA，包括一些測(cè)試測(cè)量?jī)x器本身。因此，F(xiàn)PGA設(shè)計(jì)是中端示波器市場(chǎng)的推動(dòng)因素之一，而支持FPGA的調(diào)試和驗(yàn)證成為中端示波器很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。
FPGA正是泰克選擇從更昂貴的DPO4000平臺(tái)而非從DPO3000平臺(tái)入手提供精簡(jiǎn)版1GHz示波器的重要考慮因素之一，因?yàn)樘┛薉PO4000以上示波器平臺(tái)才支持FPGA調(diào)試，提供一套所謂的FPGA View的工具。“我們看到中端示波器客戶中很大部分在系統(tǒng)中采用了FPGA。因此，DPO4000平臺(tái)比3000平臺(tái)更對(duì)這一批嵌入式系統(tǒng)客戶的胃口，更能滿足他們的需求。”泰克公司大中華區(qū)分銷業(yè)務(wù)高級(jí)技術(shù)營(yíng)銷經(jīng)理鄧錦輝介紹說，“如今嵌入式系統(tǒng)采用的FPGA越來越多，F(xiàn)PGA的速度也越來越快， 500MHz的示波器已不夠用，現(xiàn)在通過1GHz DPO4000B-Lite就可輕松滿足對(duì)FPGA的驗(yàn)證需求。”
他強(qiáng)調(diào)，泰克不單純從各個(gè)產(chǎn)品互相補(bǔ)充的內(nèi)部角度出發(fā)去進(jìn)行產(chǎn)品定位，更主要是從客戶角度出發(fā)，根據(jù)客戶的實(shí)際需求來考慮產(chǎn)品定位，盡管有時(shí)需要犧牲自己的利潤(rùn)空間。泰克此次推出的精簡(jiǎn)版DPO4000B新型示波器在觸發(fā)、搜索和分析等重要方面毫無(wú)性能犧牲，只是在通道數(shù)和記錄長(zhǎng)度上有所降級(jí)，因?yàn)榭紤]到不少客戶可能并不需要多于兩個(gè)通道或記錄長(zhǎng)度大于5 M的產(chǎn)品。
據(jù)悉，安捷倫的3000X從500MHz到1GHz所有型號(hào)都沒有提供對(duì)FPGA調(diào)試的支持。
是否標(biāo)配1GHz無(wú)源探頭
泰克此次推出的精簡(jiǎn)版DPO4000B-Lite新型示波器在觸發(fā)、搜索和分析等重要方面毫無(wú)性能犧牲，只是在通道數(shù)和記錄長(zhǎng)度上有所降低，因?yàn)榭紤]到不少客戶可能并不需要多于兩個(gè)通道或記錄長(zhǎng)度大于5 M的產(chǎn)品。
這些新產(chǎn)品和MSO/DPO4000B系列所有1GHz示波器機(jī)型一樣，每個(gè)模擬通道都配有一個(gè)TPP1000 1GHz無(wú)源探頭，這使客戶能夠輕而易舉地升級(jí)到1GHz示波器性能而無(wú)需過多投入。這種通用探頭具有3.9 pF 的極低電容性負(fù)載，有助于探測(cè)USB 2.0和以太網(wǎng)設(shè)備上的高頻信號(hào)細(xì)節(jié)。相比之下，泰克競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的1GHz示波器一般只標(biāo)配500 MHz無(wú)源探頭，就算提供1GHz有源探頭（如N2795A）也需要額外購(gòu)買（一個(gè)就需要1200美元，配4個(gè)通道就要4800美元）。所以從綜合性價(jià)比來說，泰克DPO4000B-lite對(duì)客戶具有很大的吸引力。
圖3：泰克獨(dú)家提供的TPP1000 1GHz無(wú)源探頭(DPO4000B-lite標(biāo)配)。
而眾所周知，無(wú)源探頭相比有源探頭具有高輸入動(dòng)態(tài)范圍、方便、可靠、耐用的優(yōu)勢(shì)，而泰克1GHz無(wú)源探頭還具有高達(dá)10MΩ的輸入阻抗，其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手安捷倫宣稱可供貨的1.5GHz無(wú)源探頭N2876實(shí)際上輸入阻抗僅為5KΩ，容易造成信號(hào)失真。“輸入阻抗越低，從被測(cè)信號(hào)所提取的能量越高，對(duì)信號(hào)的影響越大。并且N2876的動(dòng)態(tài)范圍只有21V，泰克的TPP1000探頭動(dòng)態(tài)范圍可以達(dá)到300V，可滿足更大電壓范圍的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的需求。”鄧錦輝宣稱。
據(jù)悉，泰克TPP1000里面含有智能模塊，它可與示波器前端的面板智能接口互通、進(jìn)行自檢以及校正它的頻響等過程。當(dāng)然TPP1000 1GHz無(wú)源探頭只能在泰克DPO4000以上平臺(tái)才能配套使用，這是該公司沒有因?yàn)楸阋硕鴱腄PO3000平臺(tái)升級(jí)提供1GHz示波器的另一個(gè)原因，以便為客戶提供便利性和更高的探測(cè)準(zhǔn)確度。目前市面上提供10MΩ輸入阻抗，3.9pF電容負(fù)載，以及高達(dá)300V的動(dòng)態(tài)范圍的無(wú)源探頭就只有TPP1000。
是否支持更多新興總線的觸發(fā)和調(diào)試？
如文章開頭所述，如今的嵌入式設(shè)計(jì)越來越多地整合了各類新興的總線技術(shù)，包括SPI、USB、以太網(wǎng)等等。泰克的DPO4000B-Lite 1GHz示波器均可支持這些總線的調(diào)試，并且在同檔次示波器中唯一能支持嵌入式系統(tǒng)已很普遍的百兆以太網(wǎng)以及車載娛樂系統(tǒng)MOST總線的觸發(fā)和解碼和一致性調(diào)試與驗(yàn)證。
泰克鄧錦輝介紹說，與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手一樣,泰克的3000以下平臺(tái)一直都沒提供百兆以太網(wǎng)支持。但4000平臺(tái)（包括這次推出的精簡(jiǎn)版）可以提供百兆以太網(wǎng)調(diào)試支持，可滿足這一部分客戶的需求。4000平臺(tái)還可支持如CAN/LIN/FlexRay/MOST等汽車電子總線的觸發(fā)和調(diào)試，今后還會(huì)進(jìn)一步升級(jí)，可支持一些SD卡的總線，以保護(hù)客戶現(xiàn)有的中端示波器投資。
數(shù)字通道采集
Magivu高速采集功能，分辨率達(dá)60.6ps （競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的16倍）?？蓹z測(cè)1ns的窄脈沖 （比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手快5倍）。數(shù)字通道探頭負(fù)載只有3pF，減小對(duì)被測(cè)信號(hào)的影響。各通道閥值可以獨(dú)立設(shè)置。
1GS/s 數(shù)字通道采樣率，只能檢測(cè)5ns的脈沖。數(shù)字通道探頭負(fù)載8pF，影響被測(cè)信號(hào)。各通道閥值也不能獨(dú)立設(shè)置。
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MSO/DPO4104B-L
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MSO/DSOX3104A
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帶寬
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1GHz （帶寬限制可選20MHz，250MHz）
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1GHz （帶寬限制只可選20MHz）
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模擬標(biāo)配探頭
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TPP1000，1GHz帶寬探頭，10M歐高阻抗，4pF超低輸入電容，真正發(fā)揮1GHz示波器性能
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N2890A無(wú)源探頭，帶寬只到500MHz
（N2786A 無(wú)源探頭，帶寬到1.5GHz，阻抗只有5KΩ，大幅影響被測(cè)信號(hào)，而且動(dòng)態(tài)只有21V；N2795A有源探頭，帶寬到1GHz，1MΩ阻抗，1pF電容，但動(dòng)態(tài)只有+/-8V。且兩者須額外購(gòu)買）
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紀(jì)錄長(zhǎng)度
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標(biāo)配5Mpts （全通道）
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標(biāo)配2Mpts（全通道減半），額外付費(fèi)US$800+可升級(jí)至4Mpts （全通道減半）
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模擬輸入分辨范圍
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1 mV/div - 10 V/div (1 MΩ)
1 mV/div - 1 V/div (50 Ω) 真正的硬件指標(biāo)，非RANGE放大 |
1 mV/div to 5 V/div** (1 MΩ)
1mV/div to 1V/div (50 Ω) **1 mV/div 與2 mV/div 是靠放大4 mV/div而得 |
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數(shù)字通道采集
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Magivu高速采集功能，分辨率達(dá)60.6ps （競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的16倍）?？蓹z測(cè)1ns的窄脈沖（比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手快5倍）。數(shù)字通道探頭負(fù)載只有3pF，減小對(duì)被測(cè)信號(hào)的影響。各通道閥值可以獨(dú)立設(shè)置。
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1GS/s 數(shù)字通道采樣率，只能檢測(cè)5ns的脈沖。數(shù)字通道探頭負(fù)載8pF，影響被測(cè)信號(hào)。各通道閥值也不能獨(dú)立設(shè)置。
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顯示屏
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10.4-inch XGA(1024 x768)
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8.5-inch WVGA (800 x 480)
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波形導(dǎo)航
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有邊沿、脈寬、毛刺、超時(shí)、矮脈沖、邏輯、建立時(shí)間和保持時(shí)間、上升、下降時(shí)間、并行總線及I2C、SPI、USB、以太網(wǎng)、CAN、LIN、FLEXRAY、RS232/422/485/UART、MIL-STD-1553和 I2S/LJ/RJ/TDM 數(shù)據(jù)包內(nèi)容。
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有邊沿、脈寬、上升、下降時(shí)間、矮脈沖及串行總線
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內(nèi)置AFG功能
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不帶
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內(nèi)置20MHz AFG信號(hào)源
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內(nèi)置DVM功能
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自動(dòng)量測(cè)功能可測(cè)量電壓、頻率等
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是DVM (AC/DCV加頻率），不是DMM。
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表：泰克和安捷倫1GHz高性價(jià)比機(jī)型的對(duì)比（資料來源：網(wǎng)絡(luò)收集整理）。
多功能合一的價(jià)值分析
安捷倫X3000宣稱是“示波器、邏輯分析儀、協(xié)議分析和任意波形發(fā)生器（AFG）、數(shù)字電壓表（DVM）”五合一產(chǎn)品，而泰克DPO4000B-Lite并沒有整合最后兩項(xiàng)。但可作為彌補(bǔ)的是，泰克的每個(gè)通道標(biāo)配存儲(chǔ)深度（記錄長(zhǎng)度）要比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手長(zhǎng)5倍（全通道打開時(shí)標(biāo)配1M），顯示屏幕也更大（見上表），還有前述標(biāo)配的1GHz高性能無(wú)源探頭等。
“示波器本來就有自動(dòng)量測(cè)電壓、頻率的功能，據(jù)我所知，X3000的DVM是用軟件界面實(shí)現(xiàn)的，可視性會(huì)更好，但電壓測(cè)量的精度并沒有特別的提升或創(chuàng)新，不能實(shí)現(xiàn)市面上一般DVM的精度，如5位半、6位半、7位半等，因此不一定滿足工程師對(duì)電壓測(cè)量精度的要求。”鄧錦輝宣稱，“如要進(jìn)行較高精度的電壓測(cè)量，仍須購(gòu)買單機(jī)DVM。因此，我認(rèn)為除了對(duì)教育類用戶有一定的作用，整合這種DVM功能其實(shí)意義不大，況且市面上類似這樣3位半的DVM的價(jià)格也就100-200元人民幣罷了。”
鄧錦輝強(qiáng)調(diào)，雖然都是為了提供更低價(jià)格的1GHz示波器選擇，但泰克是從更昂貴更高性能的4000平臺(tái)做得精簡(jiǎn)，和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手從更低一個(gè)層次的平臺(tái)進(jìn)行提升，思路正好相反。他指出：“兩者定價(jià)差不多，但我們讓利肯定更多，這個(gè)客戶自己可以判斷出來。”
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