工程师时代“新常态”下的示波器“进化论”

技术、创新和竞争正以前所未有的速度革新和前进，每个人都面临“新常态”带来的挑战。什么是“新常态”？ No normal is the new normal. 就像罗胖在跨年演讲上说的，“以前，变化可能只是生活的一部分；现在，变化成了生活本身。”

经历了互联网的蓬勃发展，和山呼海啸般来临的移动互联网，分析上图这份从2000年到2015年再到2018年全球前十大公司的排名，发现只有微软一家公司始终在榜单上。一些曾经的霸主已经在科技的浪潮中分崩离析，被不断崛起的全球科技创新型公司所取代，抓住了机遇的中国公司在强势崛起，例如腾讯和阿里巴巴。

如今，不管是科技巨头还是新入局者，至少在一件事情面前是公平的，那就是——变化。当变化成为常态，如何在瞬息万变的市场竞争中生存下来？达尔文曾说过——世界上最后能生存的生物，不是最强的；也不是智慧最高的，而是适应能力最强的。

研究示波器的创新发展史，会发现泰克（Tektronix）就是这样一家善于洞察趋势、拥抱变化的公司——在革命浪潮之前洞察机遇，涉足探索，再将其所用。从1946年第一台商用示波器，到早期的模拟示波器，再到80年代数字存储示波器、90年代数字荧光示波器、2015年第一台ATI 70G示波器；示波器带宽从10M到100M，再到1G、3G/4G、15G、20G、33G、70G，泰克示波器做到了一路以带宽领先。近四分之三个世纪以来，泰克示波器及相关测试测量设备伴随了电子行业的发展。

直面工程师三大痛点

行至今天，工程师已经成为创新浪潮中的真正核心，他们的需求需要被倾听、被洞察，帮助他们将想法快速实现，从而引领创新，推动行业发展和进步。那么，在工程师时代的“新生态”下，面向未来年轻一代工程师和飞速变化的创新，泰克如何定义未来的示波器？

“新常态既令人兴奋，同时又具有威胁性”，泰克时域产品事业部副总裁兼总经理Chris Witt表示，“在我看来，新常态下的成功可以归结为两个关键因素，敏捷创新和客户协作。这些成功因素一方面是由工程师创造的，另一方面也给工程师带来了巨大的压力。”

泰克时域产品事业部副总裁兼总经理Chris Witt
 

在新一代示波器产品的定义上，泰克坚持了六步法则——通过与全球80多位前沿工程师的沟通，泰克做到了询问、聆听、设计、创造、测试、交付，从产品的外观、操作、波形、方案……打造出了具有突破性的全新产品，这是他们定义下一代示波器的开始。

泰克中端示波器产品营销总监Dave Slack强调，面临更复杂的设计和测试挑战，工程师需要应对三大挑战：第一，更快洞察产品设计中的问题；第二，需要更加精准的测量结果；第三，更好应对产品设计复杂度情况。因此，新一代示波器更关注工程师体验，把易用性和通用性放在了首位。在研发新产品时，研发团队用了数百个小时与世界各地的工程师会面，测试并设计新功能和新模型，是完全依据工程师的使用习惯和视角来设计的。

泰克中端示波器产品营销总监Dave Slack

创新4系列MSO中端示波器背后的芯片支撑

全新4系列MSO拥有13.3英寸显示器，支持1920 x 1080高清分辨率。它提供了高达1.5 GHz的带宽，采用12位ADC，其分辨率较传统示波器提高16倍，使信号幅值测试，尤其小信号测试更加准确。它还拥有六通道和FlexChannel创新技术，只需连接逻辑探头，任何输入通道都可以从一个模拟通道转成八个数字通道，并且每个数字通道都拥有高达6.25Gs/s 采样率，数字信号时间分辨率提高12倍，让数字信号调试更加准确。
上述创新点在一定程度上要归功于Tek049，据了解，这一新型ASIC平台将作为泰克未来示波器的核心，为下一代示波器提供动力。

测试测量厂商为什么要开发专用的ASIC芯片？Chris Witt表示，ASIC芯片在测试仪器中扮演着数据采集和处理的角色，包括前端放大器部分，目前市场上通用的芯片不能完全满足测试测量仪器的极端需求，因此泰克始终保持着在专用芯片上的投入。

据了解，Tek049集成了四个ADC、一个高速内存接口、高速通信总线、触发电路、逻辑分析、显示格式化、光栅及其他DSP元件。

高度集成的Tek049
 

典型示波器的信号路径较为复杂，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。

传统示波器采集路径
 

Tek049团队重新构思了这条信号路径，以便更紧密地整合模拟通道和数字通道，既支持实时信号处理，又能够实现FlexChannel输入。这些输入目前在泰克中端示波器MSO上才有，既可以作为一条模拟通道运行，也可以作为八条数字通道运行。而至于是作为模拟输入运行还是作为数字输入运行，只需要看用户选择哪种探头。

泰克创新型中端示波器系列MSO一条通道的采集路径
 

为满足各种应用要求，4系列MSO提供从200MHz起多种带宽选择，支持包括串行解码和分析、任意波形/函数发生器和DVM/频率计数器在内的多个选项。全新频谱视图(Spectrum View)功能提供时间相关的频域分析和独立的频谱控制，带宽和选项均可现场升级。所有型号在所有模拟通道和数字通道上提供了6.25GS/s采样率，标配记录长度为31.25M，选配记录长度为62.5M。此外，它还提供了一个功率分析套件，可自动进行交流电、开关器件、纹波和时序测量。

3系列MDO主打更低噪声、更多功能

3系列MDO内置了3GHz的频谱分析仪，拥有一个单独的RF输入通道，性能与一台单独的频谱分析仪相当。工程师可以借此迅速调试设计中的无线信号，无需其他仪器就能迅速查看EMI辐射来源，16条数字输入通道可用于混合信号分析，选配全面的串行协议解码和触发选项、功率测量选项和AFG选项。在产品注册后，还可以免费拥有DVM/频率计数器功能。

全新3系列MDO带宽从100MHz起，最高1GHz。所有模拟通道都提供了2.5GS/s或5GS/s采样率，数字通道上可提供高达8.25GS/s的采样率，支持121.2ps定时分辨率，标配记录长度是10M，带宽和选项可以全面升级。

新老产品操作效率现场PK

在现场新老产品效率PK环节中，同样是进行“无线余晖设置”，在3系MSO上只需3步：

1. 双击屏幕任何地方出现“波形视图”菜单
2. 点击“余晖”选择下拉菜单设定为“无穷”
3. 点击一下屏幕任意地方消除菜单

耗时5秒。

而在旧款MDO3000示波器上，需要4步：

1. 按“Acquire或捕获” 调出设置菜单。
2. 按“波形显示”。（用惯了触摸屏，点击了很多次屏幕，此处浪费5秒）
3. 按“余晖时间”菜单顺时针旋转多功能旋钮a约8-10次设置余晖时间为+∞条件
4. 按2次“menu OFF键”显示图形，完成设置。

最快的操作也花费了36秒。

效率提升，立竿见影！
 

拥抱趋势，以应用创新为方向

几年前，泰克就已经明确从以产品为中心的硬件公司，转型为以应用创新为方向的科技公司。Chris Witt认为转型带来的改变是巨大的——唯有合作才能快速创新，特别是在前沿的创新应用方面。

比如以前汽车内部都是点对点通信，但现在车载以太网均采用多点对多点的通信方式，如何将多路信号进行分离和分析成为最大的挑战。泰克的工程师们花了非常多的时间通过探头技术对信号进行分离，使得70个工程师可以同时看到信号的传输和接收，从而做出一个完整的视频调试。

在针对功率电子器件所使用的第三代半导体材料测量中，泰克推出的全新全面光隔离ISOVu探头将测量的速度和性能提高了将近1万倍，使以前在高压信号上几乎看不到的微小信号变得可见。

在数据中心领域，通过采样示波器和光探头的解决方案，工程师能够更快地实现对400G PAM4新型调制方式的设计调试，加速数据中心从100G向400G过度的步伐。

当<电子发烧友>记者问到如何概括下一代示波器的差异化竞争特性？Chris Witt预测，未来十年，如何在硬件基础上建立强大的软件分析能力将成为厂商核心竞争力的体现，大家将更关心示波器在整体系统中如何通过配合软件和解决方案来发挥作用，而不仅仅是产品本身性能。因此，未来，泰克研发团队中超过三分之二的将是软件工程师，如何在软件上强化分析和专用算法，将成为泰克的新核心。

Dave表示，他们每周都会收集新的Spectrum View应用案例，通过这些案例，泰克与客户形成了良性的互动与沟通，掌握了用户的使用习惯和绝大部分需求。目前，在3/4/5/6家族系列共计38种产品中，从2通道/100M示波器，到6通道/8G示波器，很多指标是共用的，在此基础上，泰克希望今后能够做进一步的产品和市场细化，承诺每三个月进行一次软件更新，保证客户不仅是投资了一款产品，更可满足其未来很长时间的需求。