計算機(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)展的不竭動力;廠商不斷從技術(shù)上對示波器進(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,除了能將波形存儲下來供計算機(jī)分析等優(yōu)點外,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,該市場也是競爭zui為激烈的示波器市場。
三大市場推動示波器前行
數(shù)字示波器市場主要由三大生產(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5年來一直在增長,但三大示波器廠家在分這塊蛋糕的時候表現(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。那么是什么推動著示波器市場的成長,各個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)展的市場動力主要仍來自計算機(jī)、通信以及消費(fèi)類電子產(chǎn)業(yè)。在這5年中,市場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一致性測試認(rèn)證,而示波器是完成這一測試認(rèn)證的主要儀器。所以可以說,USB技術(shù)對示波器市場的推動功不可沒。當(dāng)然,也可以說,示波器對USB技術(shù)的普及功不可沒。對于一些規(guī)模較小的廠家,可能沒有足夠的經(jīng)費(fèi)來購買整套測試認(rèn)證測試設(shè)備,可求助于USB2.0測試認(rèn)證實驗室,目前中國大陸、香港、中國臺灣共有三家被組織*的測試認(rèn)證中心,分別是中國臺灣的百佳泰、中國臺灣的SGS、香港的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證測試中心(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)證測試。
除了USB和以太網(wǎng)技術(shù)推動著示波器技術(shù)的發(fā)展外,在消費(fèi)類電子領(lǐng)域一個主要的變化是模擬視頻向數(shù)字視頻的發(fā)展,在這個過程中產(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)的制定和實施,其中包括*成立HDMI認(rèn)證測試室。在HDMI認(rèn)證實驗室中,泰克、安捷倫的示波器及解決方案隨處可見。
應(yīng)對激烈競爭廠商各有高招
前面說過,數(shù)字示波器的市場競爭非常激烈,而競爭zui有效的武器往往是新技術(shù)和新產(chǎn)品,公司的核心競爭力除了這些新產(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)化深存儲示波器的,后者是優(yōu)化示波器在淺存儲(<1M點)下的操作的。DPO技術(shù)剛剛推出時,數(shù)字示波器的存儲深度指標(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)化示波器在淺存儲下的操作得到很多工程師的青睞,也因此誕生了一個衡量數(shù)字示波器捕獲偶發(fā)信號能力的專有名詞“波形捕獲率”;安捷倫公司為求差異化,在1996年推出54600系列示波器的時候有兩個與眾不同的特點,一個是推出MegaZoom,即快響應(yīng)深存儲技術(shù),另一個是混合信號示波器,在普通的示波器基礎(chǔ)上追加16個邏輯通道,這兩個技術(shù)一直到今天仍然業(yè)界。
另外,波形捕獲率對應(yīng)兩種情況,一個是讓示波器連續(xù)捕獲波形,另一個是分段存儲(將示波器的存儲深度分成很多段,每一次只存滿其中一段并記錄對應(yīng)的時間)。三個示波器廠家都在支持分段存儲。
泰克DPO技術(shù)用在基于Windows平臺的示波器,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DSO/DSA90000系列示波器上,結(jié)合分段存儲功能,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,因為軟件和功能很容易被競爭對手復(fù)制。對于示波器,安捷倫認(rèn)為它的核心技術(shù)是一段十余厘米長的電路,其中包括一個前置放大器芯片和一個ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器),其ADC放大器芯片一個20G采樣率的單芯片(芯片內(nèi)部用了80個小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,一個模塊里面封裝兩個芯片進(jìn)去是12.5G,要達(dá)到更高的采樣率必須用兩個或多個ADC拼接,拼接就需要額外的連線,而在高速電路設(shè)計中,連線和連接頭越少往往意味著信號完整性越好。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,將兩個6.25G封裝到一個模塊中),這是一個你追我趕的過程,廠家之間的競爭,zui后獲益的是用戶。
高速串行總線成為發(fā)展趨勢
示波器的發(fā)展通常受兩個因素的制約,一個是行業(yè)的需求,另一個是競爭對手們的競賽。
從市場本身來看,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,串行信號的使用越來越普及,其信號速度也會越來越快,同時為了定制功能的方便,F(xiàn)PGA(現(xiàn)場可編程陣列)也會越來越普及。
對于低速串行信號,他們往往被集成到一個單片機(jī)或一個FPGA中,也就說,同時也會存在多個控制信號或其他邏輯信號,這會讓MSO(混合信號示波器)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。
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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