計(jì)算機(jī)、通信以及消費(fèi)類電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展成為示波器發(fā)展的不竭動(dòng)力;廠商不斷從技術(shù)上對(duì)示波器進(jìn)行改進(jìn)更使其發(fā)展日新月異。
數(shù)字示波器自它誕生的*天起,就引起了廠商和用戶的高度關(guān)注,除了能將波形存儲(chǔ)下來供計(jì)算機(jī)分析等優(yōu)點(diǎn)外,其在波形捕獲率指標(biāo)上也不斷改進(jìn)從而縮小和模擬示波器的差距,該市場(chǎng)也是競(jìng)爭(zhēng)zui為激烈的示波器市場(chǎng)。
三大市場(chǎng)推動(dòng)示波器前行
數(shù)字示波器市場(chǎng)主要由三大生產(chǎn)廠家主導(dǎo),安捷倫、泰克、力科,國內(nèi)廠家則以普源為主。市場(chǎng)調(diào)研公司Prime Data2007年9月提供的數(shù)據(jù)顯示,示波器的市場(chǎng)5年來一直在增長,但三大示波器廠家在分這塊蛋糕的時(shí)候表現(xiàn)各有不同。安捷倫是自2002年以來連續(xù)5年成長zui快的公司,每一年都保持15%~20%的速度增長,泰克于2005年業(yè)績出現(xiàn)負(fù)增長,力科則連續(xù)兩年出現(xiàn)負(fù)增長。那么是什么推動(dòng)著示波器市場(chǎng)的成長,各個(gè)廠家這些年來又是如何斗法的呢?
過去5年,示波器技術(shù)發(fā)展的市場(chǎng)動(dòng)力主要仍來自計(jì)算機(jī)、通信以及消費(fèi)類電子產(chǎn)業(yè)。在這5年中,市場(chǎng)上有兩種總線和接口得到了的發(fā)展和普及,即通用串行接口USB 2.0和以太網(wǎng),今天,這兩個(gè)名詞已經(jīng)不再是工程師的專有術(shù)語,即使不是*,也是非常普及。電子企業(yè)很少有不用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的,USB不僅出現(xiàn)在手機(jī)、PDA(掌上電腦)、數(shù)碼相機(jī)中,甚至連熱咖啡的機(jī)器都使用它,雖然我們不能說每一臺(tái)電腦和手機(jī)都配備USB,但不配備USB的電腦和手機(jī)在今天的市場(chǎng)中已經(jīng)很難見到了。
無論是USB還是以太網(wǎng),都有標(biāo)準(zhǔn)組織制定測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。以USB為例,要在產(chǎn)品中打上USB*標(biāo)記,產(chǎn)品必須經(jīng)過USB一致性測(cè)試認(rèn)證,而示波器是完成這一測(cè)試認(rèn)證的主要儀器。所以可以說,USB技術(shù)對(duì)示波器市場(chǎng)的推動(dòng)功不可沒。當(dāng)然,也可以說,示波器對(duì)USB技術(shù)的普及功不可沒。對(duì)于一些規(guī)模較小的廠家,可能沒有足夠的經(jīng)費(fèi)來購買整套測(cè)試認(rèn)證測(cè)試設(shè)備,可求助于USB2.0測(cè)試認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室,目前中國大陸、香港、中國臺(tái)灣共有三家被組織*的測(cè)試認(rèn)證中心,分別是中國臺(tái)灣的百佳泰、中國臺(tái)灣的SGS、香港的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證測(cè)試中心(HKSTC)。其中百佳泰使用安捷倫和泰克的示波器,SGS和HKSTC則只使用安捷倫的示波器進(jìn)行認(rèn)證測(cè)試。
除了USB和以太網(wǎng)技術(shù)推動(dòng)著示波器技術(shù)的發(fā)展外,在消費(fèi)類電子領(lǐng)域一個(gè)主要的變化是模擬視頻向數(shù)字視頻的發(fā)展,在這個(gè)過程中產(chǎn)生了主要用于電腦產(chǎn)品的DVI(數(shù)字視頻接口)標(biāo)準(zhǔn)和主要用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品的HDMI(高清晰多媒體接口)標(biāo)準(zhǔn)。近年來,DisplayPort(顯示口)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展勢(shì)頭在PC領(lǐng)域似乎要超越HDMI。HDMI是由Silicon Image、索尼、日立、松下、飛利浦、湯姆遜和東芝這7家公司組成的聯(lián)盟,共同商議HDMI標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施,其中包括*成立HDMI認(rèn)證測(cè)試室。在HDMI認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室中,泰克、安捷倫的示波器及解決方案隨處可見。
應(yīng)對(duì)激烈競(jìng)爭(zhēng)廠商各有高招
前面說過,數(shù)字示波器的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈,而競(jìng)爭(zhēng)zui有效的武器往往是新技術(shù)和新產(chǎn)品,公司的核心競(jìng)爭(zhēng)力除了這些新產(chǎn)品,還有核心技術(shù)和銷售渠道等。
就數(shù)字示波器技術(shù)而言,一直有兩個(gè)名詞和核心技術(shù)有關(guān)系,安捷倫公司的MegaZoom(快響應(yīng)深存儲(chǔ)技術(shù)),泰克公司的DPO(數(shù)字熒光示波器),前者是用來優(yōu)化深存儲(chǔ)示波器的,后者是優(yōu)化示波器在淺存儲(chǔ)(<1M點(diǎn))下的操作的。DPO技術(shù)剛剛推出時(shí),數(shù)字示波器的存儲(chǔ)深度指標(biāo)并未引起示波器廠家和用戶的關(guān)注,因此DPO技術(shù)優(yōu)化示波器在淺存儲(chǔ)下的操作得到很多工程師的青睞,也因此誕生了一個(gè)衡量數(shù)字示波器捕獲偶發(fā)信號(hào)能力的專有名詞“波形捕獲率”;安捷倫公司為求差異化,在1996年推出54600系列示波器的時(shí)候有兩個(gè)與眾不同的特點(diǎn),一個(gè)是推出MegaZoom,即快響應(yīng)深存儲(chǔ)技術(shù),另一個(gè)是混合信號(hào)示波器,在普通的示波器基礎(chǔ)上追加16個(gè)邏輯通道,這兩個(gè)技術(shù)一直到今天仍然業(yè)界。
另外,波形捕獲率對(duì)應(yīng)兩種情況,一個(gè)是讓示波器連續(xù)捕獲波形,另一個(gè)是分段存儲(chǔ)(將示波器的存儲(chǔ)深度分成很多段,每一次只存滿其中一段并記錄對(duì)應(yīng)的時(shí)間)。三個(gè)示波器廠家都在支持分段存儲(chǔ)。
泰克DPO技術(shù)用在基于Windows平臺(tái)的示波器,如DPO/DSA70000上,其波形捕獲率指標(biāo)zui高達(dá)每秒30萬次,用在非windows平臺(tái)的示波器上則要差很多倍;安捷倫的MegaZoom技術(shù)用在非windows平臺(tái)的示波器上,其波形捕獲率指標(biāo)zui高達(dá)10萬次每秒,用在的windows平臺(tái)DSO/DSA90000系列示波器上,結(jié)合分段存儲(chǔ)功能,其指標(biāo)達(dá)40萬次每秒,這也是十多年以后,安捷倫*次在該指標(biāo)上。隨著DSO/DSA90000的推出,安捷倫也建立了在示波器的存儲(chǔ)深度的,每通道1G,當(dāng)年安捷倫推出54830系列示波器,曾經(jīng)以128M存儲(chǔ)深度,但很快被泰克的新產(chǎn)品7000系列示波器在這一指標(biāo)上超過。
每個(gè)公司都有自己公開和不公開宣傳的核心技術(shù),安捷倫在示波器領(lǐng)域有自己的想法,公司更看重示波器和新技術(shù)在芯片研發(fā),而不是功能和軟件方面,因?yàn)檐浖凸δ芎苋菀妆桓?jìng)爭(zhēng)對(duì)手復(fù)制。對(duì)于示波器,安捷倫認(rèn)為它的核心技術(shù)是一段十余厘米長的電路,其中包括一個(gè)前置放大器芯片和一個(gè)ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器),其ADC放大器芯片一個(gè)20G采樣率的單芯片(芯片內(nèi)部用了80個(gè)小ADC),自2002年用在5485示波器上以來,至今仍然沒有被任何公司超越,而前置放大器則是用射頻微波設(shè)計(jì)理念做出來的,該射頻微波技術(shù)同樣用在差分探頭上。一直到今天,在模數(shù)轉(zhuǎn)換器上,泰克的新產(chǎn)品DPO/DSA70000系列是6.25G,一個(gè)模塊里面封裝兩個(gè)芯片進(jìn)去是12.5G,要達(dá)到更高的采樣率必須用兩個(gè)或多個(gè)ADC拼接,拼接就需要額外的連線,而在高速電路設(shè)計(jì)中,連線和連接頭越少往往意味著信號(hào)完整性越好。安捷倫聲稱他們示波器自身本地噪聲是的,*得益于其集成度更高的ADC設(shè)計(jì)和射頻微波技術(shù)的積累。但是大家也可以看到,泰克的ADC已從5G改進(jìn)到6.25G(用在示波器時(shí),將兩個(gè)6.25G封裝到一個(gè)模塊中),這是一個(gè)你追我趕的過程,廠家之間的競(jìng)爭(zhēng),zui后獲益的是用戶。
高速串行總線成為發(fā)展趨勢(shì)
示波器的發(fā)展通常受兩個(gè)因素的制約,一個(gè)是行業(yè)的需求,另一個(gè)是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手們的競(jìng)賽。
從市場(chǎng)本身來看,現(xiàn)在的電子產(chǎn)品體積越來越小,里面所用的芯片集成度越來越高,串行信號(hào)的使用越來越普及,其信號(hào)速度也會(huì)越來越快,同時(shí)為了定制功能的方便,F(xiàn)PGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列)也會(huì)越來越普及。
對(duì)于低速串行信號(hào),他們往往被集成到一個(gè)單片機(jī)或一個(gè)FPGA中,也就說,同時(shí)也會(huì)存在多個(gè)控制信號(hào)或其他邏輯信號(hào),這會(huì)讓MSO(混合信號(hào)示波器)的普及程度提高。
高速串行總線,USB2.0還沒有渡過其高峰期,USB3.0已經(jīng)呼之欲出。USB3.0速度有更大的提升,這會(huì)讓示波器,尤其是12GHz帶寬的示波器銷售量大增,只是USB3.0剛剛起步,到全面流行,恐怕至少需要3年的時(shí)間。另一方面,無線技術(shù)一直在試圖替代有線技術(shù),無線USB技術(shù)、無線HDMI雖然沒有大量商業(yè)化,都已經(jīng)有樣品出現(xiàn),這就要求示波器廠家能夠支持無線信號(hào)。
經(jīng)營:數(shù)字示波器 普源數(shù)字示波器 普源示波器
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