· 波形更新速率。示波器具有较高的板上波形更新速率，能够查看意外事件和毛刺。一旦发现随机事件，您可以调整示波器的增强触发来捕获感兴趣的事件。
图 4. 示波器具有超过每秒 1,000,000 个波形的更新速率，让用户可以看到意外事件和毛刺。
采集之间的静寂时间可能需要保持在最短，具体取决于应用情况。高速数字化仪通过技术手段将静寂时间控制到最短，例如同时采集和读出（或 SAR 模式）。
- 触发。触发支持同步进行信号采集，包括简单的功能（如何时开始采集）和更复杂的触发（如码型触发、突发脉冲触发，甚至是特定串行协议触发）。示波器通常支持许多不同类型的触发，包括边沿、脉冲宽度、码型、上升/下降时间、第 N 个边沿突发脉冲、矮波（Runt）、建立/保持等。某些示波器（如InfiniiVision）还支持串行总线的特定串行协议触发，如 CAN、FlexRay、I2C、LIN、MIL-STD1553、URAT 等。
数字化仪通常支持 ATE 类型的触发，如边沿和/或通道电平触发，这种触发规定了何时开始记录采集。许多数字化仪支持触发前和触发后数据采集。在 ATE 或更大的嵌入式系统中，请务必考虑触发重新准备（re-arm）时间，并确保所有触发在所有通道/仪器上同时发生。如果使用随附的触发时间插补器（TTI），数字化仪触发定位可以精确到几ps。例如，M9703B 就达到了 15 ps的精度。额外的特定触发检测设计可用于通过开放的 FPGA 体系结构进行实时检测。
- 测量和分析。示波器针对易用性和测量速度进行了优化。它们的硬件中内置了各种测量和分析工具。如果是台式示波器，用户可以从台式仪器的前面板访问这些测量和工具，如果是模块化仪器，用户可以从软件前面板访问。这使得示波器非常适合用于在设计或故障诊断期间进行的各种常见测试。由于测量在硬件中执行，因此可以快速获取结果，缩短测试台或 ATE 环境的测量时间。以下所示为InfiniiVision系列示波器中提供的一些算数运算、FFT 和串行协议分析工具。
表 2. 是德科技PXIe M924xA 示波器提供的板载测量和分析工具。
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算数运算
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串行分析1
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其他内置功能
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- 加，减
- 乘，除
- 微分，积分
- 增强型 FFT 及加窗
– Ax + B
- 平方，平方根
- 绝对值
- 常用对数
- 自然对数
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- 指数
- 以 10 为底的指数
- 低通滤波器
- 高通滤波器
- 平均值
- 平滑、包络
- 放大
- 最大值和最小值保持
- 测量趋势
- 逻辑总线图表
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– I2C
– RS232/422/485/UART
– CAN
– LIN
– MIL-STD1553
– ARINC429
– SENT
– CXPI
– NFC
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- FFT（快速傅立叶变换、幅度、相位）
- 占用带宽
– ACPR（邻近信道功率）
– THD（总谐波失真比）
- 3 位 DVM （数字电压表）
- 8 位计数器
* 频率
* 周期
* 累加器
– 20MHz波形发生器
* 正弦波方波、斜波
* 脉冲、sinc
* 指数上升/下降 + 其他
* AM/FM/FSK
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另一方面，数字化仪依靠计算机上的应用软件来完成大量分析。一些数字化仪允许访问板载 FPGA（现场可编程门阵列），因此可以在仪器中添加自定义代码、滤波器、校正或数据压缩方案。这样的例子包括向输出添加算数运算，或随附查询表来更改输出。在某些情况下，您可能需要将自定义 IP 添加到仪器中来执行特殊功能。在仪器 FPGA 中添加定制功能可以增加仪器功能、降低成本、缩短开发时间，还可以提高测量速度。它也可以用于计算，所以您只需要处理数据输出即可，减少了要管理的数据量。
图 5. 将自定义代码写入仪器的 FPGA，可以缩短测量时间、加快测试或缩减数据需求。
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Input Signal DC – 2 Ghz
Channel 1
Channel 2
High-Speed Digitizer
ADC
FPGA
Specific function
Insert custom code
Processed data
Recommended Host PC
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输入信号直流 - 2 GHz
通道 1
通道 2
高速数字化仪
模数转换器
FPGA
具体功能
插入自定义代码
处理过的数据
建议的主机
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示波器和数字化仪都可以利用其他特定应用软件和分析工具来处理采集的信号。常用分析工具包括MathWorks或是德科技的 89600 VSA 复杂调制分析软件。
- 探测和输入电压。探测对于获得所需的信号至关重要。此外，如果考虑在更高频率、更高电压或更大电流下增加的电容负载，探测可能会变得更复杂。在进行较高频率的测量时应当使用有源探头。示波器通常提供各种探测选件，包括无源探头、有源的电压和电流探头、高电压探头、差分探头和光学探头。探头采用与示波器输入阻抗相匹配的设计。通过选择正确的探头，示波器可以支持更高的电压和电流输入。
数字化仪通常不包括匹配的探头解决方案，并且在很多情况下只支持固定的 50 Ω 输入阻抗，其目的是尽量减少信号路径中额外电路的影响。此外，数字化仪通常嵌入在更大的系统中，这些系统中的信号连接是固定连接。
总结
示波器和数字化仪都使用 ADC 进行宽带测量，但它们都针对不同的使用模式和应用进行了优化。
示波器针对在非常宽的带宽测试上的可视性进行了优化。它们具有非常高的波形更新速率，可用于查看和识别未知事件或毛刺。高级触发支持对特定事件进行归零，以供进一步分析或触发高速串行总线测试。各种类型的示波器探头能用于查看设计中不同点上的信号，通过信号调理来适应高电压、高电流或高频率。典型的示波器应用包括：
- 对设计执行调试和故障诊断。示波器可以查看信号细节—它具有极高的波形更新速率，能够显示波形细节（如毛刺和异常），并且能对设计中的目标区域进行探测。
- 捕获不常见的通信误码对于串行协议解码至关重要，具有硬件触发和串行协议解码功能的示波器可以实现这一点。
- 表征和验证数字 I/O 性能以及各种 COTS 技术（包括 CAN、DDR、DisplayPort、PCIe、NFC 和其他技术）。
宽带数字化仪用于对信号保真度要求很高的应用。它们通常具有高分辨率和高动态范围，以及用于捕获信号的深存储器，以便使用快速多通道PCIe总线将信号发送给计算机进行后期处理。在采集大量数据时偶尔会使用数据流传输。ATE 系统和高密度多信道信号分析应用都得益于具有高分辨率模数转换（ADC）技术的数字化仪。典型的数字化仪应用包括：
- 使用单信道或多信道数字化仪来监测电信号，以确定事件的物理特性，常用于激励响应实验。数字化仪可在不同时间点记录信号特征，以便对事件发生前后的情况进行分析。
- 通过进行多次跨信道幅度和相位测量可以校准多通道天线，然后进行比较，以确保信道/组件之间保持最小相位差。多通道数字化仪用于快速获取跨信道幅度和相位测量结果以进行比较。
- 多通道高速数字化仪用于采集 MIMO 探测信号。
- 信号经过采样后，由板载 FPGA 加以处理，或将 I 和 Q 数据发送到外部存储设备进行后期处理，以便在 5G 毫米波 MIMO 信道探测应用中创建有效的信道脉冲响应（CIR）数据。
关于是德科技
是德科技是一家领先的技术公司，致力于帮助工程、企业和服务提供商客户优化网络，进而将其电子产品以更低的成本、更快地推向市场。从设计仿真到原型验证、再到生产测试以及网络和云环境的优化，是德科技提供了全方位电子信号测试与分析解决方案。我们的客户遍及全球通信、航空航天与国防、汽车、能源、半导体和通用电子终端市场。2017 年 4 月，是德科技完成对 Ixia 的收购。Ixia 公司在网络测试、可见性和安全解决方案领域具有十分雄厚的实力。更多信息，请访问
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