解读中端示波器竞争最新关键词“1GHz”的奥妙
在最近举办的2012泰克春季创新论坛上，除了一系列针对高速接口测试的领先高端测试测量解决方案，泰克还隆重地展示了1GHz频率范围的最新双通道和四通道“精简”版机型MSO/DPO4000B-Lite，高调回应安捷伦最新强势推出的1GHz InfiniiVision X3000系列示波器。
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201610/309157.htm
图1：2012泰克春季创新论坛展示区的明星产品——MSO/DPO4000B-Lite。
随着USB 2.0等高速总线和以太网现在被应用于主流嵌入式设计，带宽至少1GHz、速度更快、功能更强的示波器正在成为中端市场主流，市场需求快速增长，从出货量角度来说占据整个市场的最大份额。不过，由于嵌入式设计种类繁多，因此客户产生了在这种性能水平下对不同通道数量和记录长度的更灵活的配置需求，当然，定价能使广大中小企业更能承担得起也是这类中端示波器的竞争要素。
不过，以往无论是泰克的DPO4000B还是安捷伦的7000B系列，1GHz示波器的起价至少是11-12万人民币起，因此这两大示波器巨头都瞄准10万元以下这一市场空白，推出了前述一系列新产品，满足一些预算吃紧的客户的需求，丰富各自目前的中端示波器产品组合。不过，此“1GHz”到底与彼“1GHz”有何不同，让我们层层剥茧，细细道来。
图2：中端示波器市场推动因素。（资料来源：泰克科技客户调查报告）
是否支持FPGA开发?
对于嵌入式开发来说，FPGA的设计越来越热门，越来越多的设备系统里面采用了FPGA，包括一些测试测量仪器本身。因此，FPGA设计是中端示波器市场的推动因素之一，而支持FPGA的调试和验证成为中端示波器很关键的环节之一。
FPGA正是泰克选择从更昂贵的DPO4000平台而非从DPO3000平台入手提供精简版1GHz示波器的重要考虑因素之一，因为泰克DPO4000以上示波器平台才支持FPGA调试，提供一套所谓的FPGA View的工具。“我们看到中端示波器客户中很大部分在系统中采用了FPGA。因此，DPO4000平台比3000平台更对这一批嵌入式系统客户的胃口，更能满足他们的需求。”泰克公司大中华区分销业务高级技术营销经理邓锦辉介绍说，“如今嵌入式系统采用的FPGA越来越多，FPGA的速度也越来越快， 500MHz的示波器已不够用，现在通过1GHz DPO4000B-Lite就可轻松满足对FPGA的验证需求。”
他强调，泰克不单纯从各个产品互相补充的内部角度出发去进行产品定位，更主要是从客户角度出发，根据客户的实际需求来考虑产品定位，尽管有时需要牺牲自己的利润空间。泰克此次推出的精简版DPO4000B新型示波器在触发、搜索和分析等重要方面毫无性能牺牲，只是在通道数和记录长度上有所降级，因为考虑到不少客户可能并不需要多于两个通道或记录长度大于5 M的产品。
据悉，安捷伦的3000X从500MHz到1GHz所有型号都没有提供对FPGA调试的支持。
是否标配1GHz无源探头
泰克此次推出的精简版DPO4000B-Lite新型示波器在触发、搜索和分析等重要方面毫无性能牺牲，只是在通道数和记录长度上有所降低，因为考虑到不少客户可能并不需要多于两个通道或记录长度大于5 M的产品。
这些新产品和MSO/DPO4000B系列所有1GHz示波器机型一样，每个模拟通道都配有一个TPP1000 1GHz无源探头，这使客户能够轻而易举地升级到1GHz示波器性能而无需过多投入。这种通用探头具有3.9 pF 的极低电容性负载，有助于探测USB 2.0和以太网设备上的高频信号细节。相比之下，泰克竞争对手的1GHz示波器一般只标配500 MHz无源探头，就算提供1GHz有源探头（如N2795A）也需要额外购买（一个就需要1200美元，配4个通道就要4800美元）。所以从综合性价比来说，泰克DPO4000B-lite对客户具有很大的吸引力。
图3：泰克独家提供的TPP1000 1GHz无源探头(DPO4000B-lite标配)。
而众所周知，无源探头相比有源探头具有高输入动态范围、方便、可靠、耐用的优势，而泰克1GHz无源探头还具有高达10MΩ的输入阻抗，其竞争对手安捷伦宣称可供货的1.5GHz无源探头N2876实际上输入阻抗仅为5KΩ，容易造成信号失真。“输入阻抗越低，从被测信号所提取的能量越高，对信号的影响越大。并且N2876的动态范围只有21V，泰克的TPP1000探头动态范围可以达到300V，可满足更大电压范围的嵌入式系统开发的需求。”邓锦辉宣称。
据悉，泰克TPP1000里面含有智能模块，它可与示波器前端的面板智能接口互通、进行自检以及校正它的频响等过程。当然TPP1000 1GHz无源探头只能在泰克DPO4000以上平台才能配套使用，这是该公司没有因为便宜而从DPO3000平台升级提供1GHz示波器的另一个原因，以便为客户提供便利性和更高的探测准确度。目前市面上提供10MΩ输入阻抗，3.9pF电容负载，以及高达300V的动态范围的无源探头就只有TPP1000。
是否支持更多新兴总线的触发和调试？
如文章开头所述，如今的嵌入式设计越来越多地整合了各类新兴的总线技术，包括SPI、USB、以太网等等。泰克的DPO4000B-Lite 1GHz示波器均可支持这些总线的调试，并且在同档次示波器中唯一能支持嵌入式系统已很普遍的百兆以太网以及车载娱乐系统MOST总线的触发和解码和一致性调试与验证。
泰克邓锦辉介绍说，与竞争对手一样,泰克的3000以下平台一直都没提供百兆以太网支持。但4000平台（包括这次推出的精简版）可以提供百兆以太网调试支持，可满足这一部分客户的需求。4000平台还可支持如CAN/LIN/FlexRay/MOST等汽车电子总线的触发和调试，今后还会进一步升级，可支持一些SD卡的总线，以保护客户现有的中端示波器投资。
数字通道采集
Magivu高速采集功能，分辨率达60.6ps （竞争对手的16倍）。可检测1ns的窄脉冲 （比竞争对手快5倍）。数字通道探头负载只有3pF，减小对被测信号的影响。各通道阀值可以独立设置。
1GS/s 数字通道采样率，只能检测5ns的脉冲。数字通道探头负载8pF，影响被测信号。各通道阀值也不能独立设置。
MSO/DPO4104B-L | MSO/DSOX3104A | |
带宽 | 1GHz （带宽限制可选20MHz，250MHz） | 1GHz （带宽限制只可选20MHz） |
模拟标配探头 | TPP1000，1GHz带宽探头，10M欧高阻抗，4pF超低输入电容，真正发挥1GHz示波器性能 | N2890A无源探头，带宽只到500MHz （N2786A 无源探头，带宽到1.5GHz，阻抗只有5KΩ，大幅影响被测信号，而且动态只有21V；N2795A有源探头，带宽到1GHz，1MΩ阻抗，1pF电容，但动态只有+/-8V。且两者须额外购买） |
纪录长度 | 标配5Mpts （全通道） | 标配2Mpts（全通道减半），额外付费US$800+可升级至4Mpts （全通道减半） |
模拟输入分辨范围 | 1 mV/div - 10 V/div (1 MΩ) 1 mV/div - 1 V/div (50 Ω) 真正的硬件指标，非RANGE放大 | 1 mV/div to 5 V/div** (1 MΩ) 1mV/div to 1V/div (50 Ω) **1 mV/div 与2 mV/div 是靠放大4 mV/div而得 |
数字通道采集 | Magivu高速采集功能，分辨率达60.6ps （竞争对手的16倍）。可检测1ns的窄脉冲（比竞争对手快5倍）。数字通道探头负载只有3pF，减小对被测信号的影响。各通道阀值可以独立设置。 | 1GS/s 数字通道采样率，只能检测5ns的脉冲。数字通道探头负载8pF，影响被测信号。各通道阀值也不能独立设置。 |
显示屏 | 10.4-inch XGA(1024 x768) | 8.5-inch WVGA (800 x 480) |
波形导航 | 有边沿、脉宽、毛刺、超时、矮脉冲、逻辑、建立时间和保持时间、上升、下降时间、并行总线及I2C、SPI、USB、以太网、CAN、LIN、FLEXRAY、RS232/422/485/UART、MIL-STD-1553和 I2S/LJ/RJ/TDM 数据包内容。 | 有边沿、脉宽、上升、下降时间、矮脉冲及串行总线 |
内置AFG功能 | 不带 | 内置20MHz AFG信号源 |
内置DVM功能 | 自动量测功能可测量电压、频率等 | 是DVM (AC/DCV加频率），不是DMM。 |
表：泰克和安捷伦1GHz高性价比机型的对比（资料来源：网络收集整理）。
多功能合一的价值分析
安捷伦X3000宣称是“示波器、逻辑分析仪、协议分析和任意波形发生器（AFG）、数字电压表（DVM）”五合一产品，而泰克DPO4000B-Lite并没有整合最后两项。但可作为弥补的是，泰克的每个通道标配存储深度（记录长度）要比竞争对手长5倍（全通道打开时标配1M），显示屏幕也更大（见上表），还有前述标配的1GHz高性能无源探头等。
“示波器本来就有自动量测电压、频率的功能，据我所知，X3000的DVM是用软件界面实现的，可视性会更好，但电压测量的精度并没有特别的提升或创新，不能实现市面上一般DVM的精度，如5位半、6位半、7位半等，因此不一定满足工程师对电压测量精度的要求。”邓锦辉宣称，“如要进行较高精度的电压测量，仍须购买单机DVM。因此，我认为除了对教育类用户有一定的作用，整合这种DVM功能其实意义不大，况且市面上类似这样3位半的DVM的价格也就100-200元人民币罢了。”
邓锦辉强调，虽然都是为了提供更低价格的1GHz示波器选择，但泰克是从更昂贵更高性能的4000平台做得精简，和竞争对手从更低一个层次的平台进行提升，思路正好相反。他指出：“两者定价差不多，但我们让利肯定更多，这个客户自己可以判断出来。”
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