泰克MSO5示波器引领示波器比“芯”时代

中国照明电器协会 发表于 2018-03-05 16:54:26 收藏 已收藏
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泰克MSO5示波器引领示波器比“芯”时代

中国照明电器协会 发表于 2018-03-05 16:54:26

Tek049作为泰克最新5系列MSO(混合信号示波器)采用的芯片首次亮相。泰克5系列MSO能够支持15.6英寸高清触摸屏显示器、最多8个FlexChannel®输入、16位垂直分辨率等,这在一定程度上要归功于Tek049。这些新型ASIC将作为泰克未来示波器的核心,为面向现代工程师设计的下一代示波器提供动力。

     Tek049是泰克最新研制的一种ASIC (专用集成电路),这是一种高度集成的片上系统(SOC)混合信号ASIC,含有4亿个晶体管和20亿个连接,构成了4个内部ADCs (模数转换器)和集成DSP (数字信号处理器)。Tek049采用40 nm RF CMOS工艺制造,采用1927针精细间隙球栅阵列封装,是同类独有的芯片上示波器。 

新型12位ADC是当今速度最快的转换器,内部运行速率达25 GS/s,每通道采样率要比以前的同类示波器高出25%。12位实现了4096种垂直模数转换电平,分辨率比采用8位ADC的示波器高出16倍。每条ADC通道基于交织连续接近寄存器(SAR)结构,每块Tek049芯片包括四个ADCs,实现了100 GS/s的总吞吐量。

典型示波器的信号路径相当复杂,因为信号必须通过各种元件,包括放大器、继电器、滤波器、ADC等,然后才能处理并显示信号。对MSO,数字信号的逻辑分析一般在模拟触发功能使用的同一块芯片中完成。

5系列MSO:Tek049的第一个应用

Tek049将用于泰克未来的整个示波器系列,但本节将重点介绍Tek049为泰克5系列MSO提供的功能,这是第一台采用新型ASIC的示波器。5系列MSO利用了80%以上的Tek049功能,其目标是全面利用新芯片的优势,为当前工程师提供最好的示波器。下面是工程师将在Tek049和5系列MSO中看到的新特点和新功能。

高清显示器和转换

5系列MSO提供了第一个以触控为中心的全新打造的示波器界面,用户可以滑动、拖动、掐放缩放,简便地找到关键功能。用户印象更深的可能是屏幕本身,这是一种15.6”高清(1920 x 1080)容性多触点显示器。这种大屏幕为用户提供了足够的空间,可以一次查看多个信号,并为读数和细节留出了空间。Tek049还支持一种新的堆叠显示模式,作为片段自动增减信号。波形可以作为片段显示。每个片段与其他片段偏移开,但仍能利用ADC的整个范围,从而实现最高的分辨率。

5系列不仅显示分辨率高,而且波形分辨率也高。Tek049的12位ADC为示波器提供了4096种垂直模数转换电平分辨率,用户看到的细节要比以前的8位ADC高出16倍。

FLEXCHANNEL输入

为实现更好的示波器灵活性目标,Tek049团队研制出业内第一个FlexChannel输入。在使用5系列MSO时,工程师不必选择数量有限的模拟/数字通道组合,而是可以使用4个、6个或8个FlexChannel输入,每个输入既可以是一条模拟通道,也可以是八条数字通道。用户可以在所有通道中自由混配模拟探头和数字探头。

数字通道现在在模拟输入上,因此数字通道可以实现模拟通道的全部采样率和记录长度等优势。在传统示波器结构中,数字采样率和记录长度只是模拟通道的几分之一。此外,通过使用相同的输入,数字信号实现的定时分辨率较模拟信号要精细得多,大大提高了测量和分析的精度。

实时数字信号处理

Tek049 ASIC集成度高,包含强大的DSP功能,与5系列更新的前端放大器相结合,在高增益设置时噪声最多下降40%,从而提供了同类产品中最低的噪声和最高保真度的信令。此外,Tek049结构高效利用外部DRAM内存带宽,在存储到内存前实时处理数据,因此可以立即消除不完美信号,实现高保真度。Tek049实现的部分更加强大的DSP功能如下:

高分辨率采集模式,支持16位采集格式及实时DSP滤波
每条通道上可编程实时带宽限制滤波,最低达20 Hz,对采集捕获吞吐量没有任何影响
高级触发功能,支持集成数字触发
高速波形显示和分析,硬件加速精细均衡滤波、插补、通道间数学和波形平均模式
硬件加速,对采集的数据进行波形搜索和解码
增益和偏置误差补偿
非线性失真校正
时间交织不匹配校正
支持对每条通道进行精细分辨率相位控制
通道间精密对准
突破性的噪声、抖动和失真性能

MSO5示波器在升级芯片的同时,也升级了其它功能,全面升级的MSO5示波器更加强大:

•   FastFrame™分段存储与滚屏显示
•   自动电源测量与分析
•   自动汽车以太网一致性测试
•   CAN FD, ARINC 429 和 MIL-STD 1553解码与触发性能

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