泰克示波器助力解決高精度小信號測試問題

　　對許多移動電子產品設計，低功耗是發展的趨勢，推動降低待機電壓或電流。更多的電源要求直流輸出更小的波紋以提高電源效率或有各種類型的低功耗傳感器應用在汽車電子，自主機器人或醫療電子，涉及到很多小電氣信號轉換，這些都是對小幅度信號測量精度要求較高的例子。

　　考慮到所有這些測試場景，泰克研發的泰克示波器4系列MSO的核心是12位模數轉換器 (ADC)，它提供的垂直分辨率是傳統8位ADC的16倍。與一些示波器供應商不同，它們的12位垂直分辨率是通過DSP計算獲得的，而不是通過硬件ADC實現的真正的12位模數轉換。新型12位ADC是目前世界上速度最快的轉換器，內部運行速率達25GS/s，每通道采樣率要比以前的同類示波器高出25%。12位實現了4096種垂直模數轉換電平，分辨率比采用8位ADC的示波器高出16倍。每條ADC通道基于交織連續接近寄存器(SAR)結構，每塊Tek049芯片包括四個ADCs，實現了100GS/s的總吞吐量。

泰克示波器MSO46

　　一、如何解決小信號測試精準度問題?

　　泰克示波器4系、5系、6系其硬件均采用12位ADC來實現無與倫比的分辨率，幫助工程師捕獲微小信號。這要歸功于Tek049芯片，這顆新型ASIC作為泰克未來示波器的核心，支持高清觸摸屏顯示器、最多8個FlexChannel輸入、12位垂直分辨率等，為現代工程師設計所需的下一代示波器提供動力。

　　Tek049 是泰克最新研制的一種ASIC (專用集成電路)，這是一種高度集成的芯片系統(SOC)混合信號ASIC，含有4億個晶體管和20 億個連接，構成了4 個內部ADCs ( 模數轉換器)和集成DSP ( 數字信號處理器)。Tek049 采用40nm RF CMOS 工藝制造，采用1927 針精細間隙球柵陣列封裝，打造出泰克新一代示波器獨有的芯片

　　新型12 位ADC是目前世界上速度最快的轉換器，內部運行速率達25 GS/s，每通道采樣率要比以前的同類示波器高出25%。12 位實現了4096 種垂直模數轉換電平，分辨率比采用8 位ADC 的示波器高出16 倍。每條ADC通道基于交織連續接近寄存器(SAR) 結構，每塊Tek049 芯片包括四個ADCs，實現了100 GS/s 的總吞吐量。

　   二、12bit示波器成為“芯”趨勢

　　電源設計工程師，面臨著更多微小信號測試的場景。隨著電力電子技術發展及應用，很多電源紋波已經變得很小，尤其是板級設計電源軌紋波測試從幾十mV到現在的十幾mV甚至幾個mV，傳統的8bit示波器已經不能滿足測試需求。

　　比如開關器件系統調試中，工程師會比較關注開關邊沿的震蕩信號，這需要示波器在保證垂直方向滿足大量程的情況下，同時具備足夠的分辨率保證能夠捕捉到窄幅震蕩信號的細節。配合之前安泰測試分享的泰克示波器的主要功能和使用方法，結合本文，可以使新手工程師有更深的了解。

　　1. 紋波測試，隨著電力電子技術發展及應用，很多電源紋波已經得很小，尤其是板級設計電源軌紋波測試從幾十mV到現在的十幾mV甚至幾個mV，傳統的8bit示波器已經不能滿足測試需求

　　2. 開關器件系統調試，工程師會比較關注開關邊沿的震蕩信號，這非?？简炇静ㄆ鞣禍y試的分辨率和精度。

　　3. 還有一類更加挑戰的測試就是疊加在一個大的信號上的小信號測試。為測試到信號的整體，必須選擇一個較大的量程，但因為要看到其微小信號變化，歸根結底還是驗證示波器的垂直分辨率的指標。圖4就非常清楚展示了不同的測試對比。在測量這種特殊器件時，其中一個突發包測得650V峰峰值，每隔1.7Hz發生一次，如圖所示。為在示波器中捕獲這個信號，我們需要700V滿刻度(70V/div*10個豎格) ，普通8bit示波器只能看到256個數字化電平(泰克示波器在全部10個豎格中是256個數字化電平) ，該量程下分辨率最小為2. 8V左右。遺憾的是，信號基線中丟失了一個超低阻尼信號，其幅度不到幾伏。

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