示波器所面临的最新挑战

　　在计算机/通信以及嵌入式系统领域，高速数据技术的发展多年来始终是整个行业的主旋律。而在整个行业对数据速率极限永无止境的挑战过程中，示波器一直承担着系统设计和错误排除等应用中最为重要的任务。随着电子产业不断引入新兴技术和标准，示波器也正在不断进化发展以应对层出不穷的新挑战。

　　具体来说，我们可以明显地看到示波器技术正不断更新以满足三个方面的要求。

　　性能：为了满足用户的实际需要，测试仪器的技术发展总是比市场趋势更具前瞻性。从示波器产品的角度，这一前瞻性通常体现在示波器更高的带宽上，因为只有这样才能更好地在更短的上升时间内进行测量并捕捉和存储大量数据。

　　可用性：越来越复杂的测量环境和测量仪器不断增加的新功能似乎是一对共生的因素，两者之间相互促进，共同发展，测试工作变得越来越复杂。这意味着示波器必须具备更高的“仪器智能”以令测试工作更为简单易行。

　　新的应用：示波器正在被越来越频繁地应用于复杂信号的测试中，它所涉及的领域非常广泛，包括产品研发、模拟和数字设计、通信、汽车电子以及电源设计等领域。

　　在高速串行总线系统中，系统数据速率通常能够达到6.25Gb/s甚至更高，这一速率对于SATA III、双速XAUI、第二代PCI-Express、FB-DIMM以及某些无线技术，例如超宽带技术（UWB）等标准来说已经成为惯常的测试要求。而目前的示波器带宽已经达到了15GHz这一空前的水准，尽管如此，设备开发商依然在不断努力，试图将这一速度推向一个新的高度。

　　值得注意是今年以来有几个因素正成为示波器性能提升的强劲驱动力：1. 采用最新的硅锗（SiGe）技术设计的半导体器件；2.数字信号处理技术（DSP）的应用拓展了复杂的A-触发和B-触发能力；3.大大增强的存储能力被应用到示波器当中。

　　数字信号处理技术：DSP为高性能示波器带来了一系列的优势。具体地说，当信号被捕获之后，数据处理的效果将不再会受到来自系统的影响，这些影响可能来自硬件系统的容错能力不足，温度的变化或者是模拟线路老化而造成的偏差。此外，新的示波器能够帮助用户分别在数字域和模拟域内进行更为复杂的算法处理。例如，现代的数字存储示波器能够在信号捕捉模式下采用DSP进行通道间匹配或者采用带宽增强滤波器增加可用带宽。精良的DSP增强模块能够为大多数高速测量带来更大的优势，DSP频率能将测量带宽进一步拓展。而且更为重要的一点是用户能够自行决定是否在测量过程中启用DSP功能。

　　深度内存：目前高速总线系统的一致性测试和验证工作中，设计师需要对捕获信号进行大量的分析工作。不论是眼图、抖动分析、调制、时钟测试，还是其他各类信号品质测量，都从技术上对示波器提出了更高的要求。示波器的高性能已经不仅体现在其信号捕捉能力上，还体现在出色的存储和分析能力上，只有具有出色的存储和分析能力，示波器才能在高速数据信号采样的过程中有效搜集信号数据。目前，采样速率已经达到了40GS/s的水平。同样重要的一点是用户对有效记录时间长度的要求也在不断增加，不论是以时钟周期数、模式位数或者单位间隔数衡量都是如此。

最新的示波器通过在“前端”采用目前最高速的半导体技术而成功地拓展了示波器的存储容量，在这一方面目前最具代表性的解决方案是将SiGe与高速采样内存一起使用从而达到64M或者更多的内存深度。

　　在大多数新产品的设计和研发过程中示波器起到了至关重要的作用，而产品市场化的时间压力要求工程师能够专注于设计工作本身而非耗费时间熟悉示波器的使用。

　　操作性的提高将最终提升用户的工作效率，而这一目标已经通过一系列的功能得到了实现：例如，用户自己可以定制控制窗口和随测试内容而变化的右键菜单，这些功能都能够帮助用户更高效地操作示波器，从而事半功倍地完成手头的测试工作。用户能够迅速简捷地创建自己的控制窗口并根据特定的测试需要仅仅添加与目前工作相关的控制、功能和特性即可。用户在定制了自己的控制窗口之后能够非常容易的保存这一设置并关闭设置菜单，当示波器设置完毕处于待命状态时系统将自动激活窗口。

　　同样的，在几个研发人员共享一台示波器的情况下，不同的工程师能够随时启用各自的常用设置以从事不同的测量任务。例如，一个开发团队的成员能够在同一台示波器上创建并存储任意多个控制窗口。这些被创建的控制窗口能够被存储在硬盘或者USB闪存上，这样用户甚至能够简单地通过E-mail就把示波器的特定设置传输到其他用户手中。

　　随着示波器添加更多的PC功能并开始采用开放式的Windows系统，用户开始有可能在示波器上装载特定软件以满足用户在特定应用中的需求。因此，示波器在保持了其通用测试测量仪器特性的同时也越来越多地被改造成为能够在特定应用中从事有针对性测试的工具。

　　目前，示波器在以下的一些领域内的应用中已经成为能够发挥巨大作用的特定工具：

　　示波器将继续作为被最为广泛应用的电子测量工具。同时，它也将逐步演化出各种特殊功能以应对新技术和新兴市场所带来的挑战。性能、可用性以及具有针对性的应用功能这三个领域将是所有示波器供应商再开发新品时着力发展的领域，只有这样，新的示波器才能更好地应对新的技术挑战。