泰克MSO5示波器引領(lǐng)示波器比“芯”時(shí)代

Tek049作為泰克最新5系列MSO(混合信號(hào)示波器)采用的芯片首次亮相。泰克5系列MSO能夠支持15.6英寸高清觸摸屏顯示器、最多8個(gè)FlexChannel?輸入、16位垂直分辨率等，這在一定程度上要?dú)w功于Tek049。這些新型ASIC將作為泰克未來(lái)示波器的核心，為面向現(xiàn)代工程師設(shè)計(jì)的下一代示波器提供動(dòng)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片上系統(tǒng)(SOC)混合信號(hào)ASIC，含有4億個(gè)晶體管和20億個(gè)連接，構(gòu)成了4個(gè)內(nèi)部ADCs (模數(shù)轉(zhuǎn)換器)和集成DSP (數(shù)字信號(hào)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，是同類獨(dú)有的芯片上示波器。?

新型12位ADC是當(dāng)今速度最快的轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部運(yùn)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(shí)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(gè)ADCs，實(shí)現(xiàn)了100 GS/s的總吞吐量。

典型示波器的信號(hào)路徑相當(dāng)復(fù)雜，因?yàn)樾盘?hào)必須通過(guò)各種元件，包括放大器、繼電器、濾波器、ADC等，然后才能處理并顯示信號(hào)。對(duì)MSO，數(shù)字信號(hào)的邏輯分析一般在模擬觸發(fā)功能使用的同一塊芯片中完成。

5系列MSO：Tek049的第一個(gè)應(yīng)用

Tek049將用于泰克未來(lái)的整個(gè)示波器系列，但本節(jié)將重點(diǎn)介紹Tek049為泰克5系列MSO提供的功能，這是第一臺(tái)采用新型ASIC的示波器。5系列MSO利用了80%以上的Tek049功能，其目標(biāo)是全面利用新芯片的優(yōu)勢(shì)，為當(dāng)前工程師提供最好的示波器。下面是工程師將在Tek049和5系列MSO中看到的新特點(diǎn)和新功能。

高清顯示器和轉(zhuǎn)換

5系列MSO提供了第一個(gè)以觸控為中心的全新打造的示波器界面，用戶可以滑動(dòng)、拖動(dòng)、掐放縮放，簡(jiǎn)便地找到關(guān)鍵功能。用戶印象更深的可能是屏幕本身，這是一種15.6”高清(1920 x 1080)容性多觸點(diǎn)顯示器。這種大屏幕為用戶提供了足夠的空間，可以一次查看多個(gè)信號(hào)，并為讀數(shù)和細(xì)節(jié)留出了空間。Tek049還支持一種新的堆疊顯示模式，作為片段自動(dòng)增減信號(hào)。波形可以作為片段顯示。每個(gè)片段與其他片段偏移開，但仍能利用ADC的整個(gè)范圍，從而實(shí)現(xiàn)最高的分辨率。

5系列不僅顯示分辨率高，而且波形分辨率也高。Tek049的12位ADC為示波器提供了4096種垂直模數(shù)轉(zhuǎn)換電平分辨率，用戶看到的細(xì)節(jié)要比以前的8位ADC高出16倍。

FLEXCHANNEL輸入

為實(shí)現(xiàn)更好的示波器靈活性目標(biāo)，Tek049團(tuán)隊(duì)研制出業(yè)內(nèi)第一個(gè)FlexChannel輸入。在使用5系列MSO時(shí)，工程師不必選擇數(shù)量有限的模擬/數(shù)字通道組合，而是可以使用4個(gè)、6個(gè)或8個(gè)FlexChannel輸入，每個(gè)輸入既可以是一條模擬通道，也可以是八條數(shù)字通道。用戶可以在所有通道中自由混配模擬探頭和數(shù)字探頭。

數(shù)字通道現(xiàn)在在模擬輸入上，因此數(shù)字通道可以實(shí)現(xiàn)模擬通道的全部采樣率和記錄長(zhǎng)度等優(yōu)勢(shì)。在傳統(tǒng)示波器結(jié)構(gòu)中，數(shù)字采樣率和記錄長(zhǎng)度只是模擬通道的幾分之一。此外，通過(guò)使用相同的輸入，數(shù)字信號(hào)實(shí)現(xiàn)的定時(shí)分辨率較模擬信號(hào)要精細(xì)得多，大大提高了測(cè)量和分析的精度。

實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理

Tek049 ASIC集成度高，包含強(qiáng)大的DSP功能，與5系列更新的前端放大器相結(jié)合，在高增益設(shè)置時(shí)噪聲最多下降40%，從而提供了同類產(chǎn)品中最低的噪聲和最高保真度的信令。此外，Tek049結(jié)構(gòu)高效利用外部DRAM內(nèi)存帶寬，在存儲(chǔ)到內(nèi)存前實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)，因此可以立即消除不完美信號(hào)，實(shí)現(xiàn)高保真度。Tek049實(shí)現(xiàn)的部分更加強(qiáng)大的DSP功能如下：

高分辨率采集模式，支持16位采集格式及實(shí)時(shí)DSP濾波
每條通道上可編程實(shí)時(shí)帶寬限制濾波，最低達(dá)20 Hz，對(duì)采集捕獲吞吐量沒有任何影響
高級(jí)觸發(fā)功能，支持集成數(shù)字觸發(fā)
高速波形顯示和分析，硬件加速精細(xì)均衡濾波、插補(bǔ)、通道間數(shù)學(xué)和波形平均模式
硬件加速，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行波形搜索和解碼
增益和偏置誤差補(bǔ)償
非線性失真校正
時(shí)間交織不匹配校正
支持對(duì)每條通道進(jìn)行精細(xì)分辨率相位控制
通道間精密對(duì)準(zhǔn)
突破性的噪聲、抖動(dòng)和失真性能

MSO5示波器在升級(jí)芯片的同時(shí)，也升級(jí)了其它功能，全面升級(jí)的MSO5示波器更加強(qiáng)大：

??? FastFrame?分段存儲(chǔ)與滾屏顯示
??? 自動(dòng)電源測(cè)量與分析
??? 自動(dòng)汽車以太網(wǎng)一致性測(cè)試
??? CAN FD, ARINC 429 和 MIL-STD 1553解碼與觸發(fā)性能