示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,便于人们研究各种电现象的变化过程。
我们从广义上,按照工作原理分类,可以把示波器分为模拟示波器和数字示波器。最早的示波器就是模拟示波器,使用阴极射线管来显示波形。当电子击中屏幕时,屏幕上的磷光粉会发光,当有连续的磷光粉发光时,就可以看到信号的表现。而模拟示波器带宽低,测量精度低,波形无法保留太多时间,数字示波器就诞生了。数字示波器通过内置的模数转换器(ADC)将连续的模拟信号转换为离散的数字信号,然后利用数字信号处理技术对信号进行存储、处理和显示。
示波器的四大指标如下:
带宽:正弦输入信号幅度衰减到-3dB时的频率宽度,决定了能够准确显示和测试的信号范围;
采样率:每秒可以采集的样本数。建议示波器的采样率至少应达到其带宽的 2.5 倍;
存储深度:采样率*显示时间,存储器深度是指确切能够存储多少个样本或点,以及可以存储多长时间;
波形捕获率:示波器可以采集和更新波形显示的速率。
那什么是高端示波器呢,通常,我们把带宽>5GHz的示波器成为高端示波器,这就不得不从《瓦森纳协定》说起。1996年,以美国为首西方国家为主联合制定了《瓦森纳协定》,全面控制仪器装备出口,关键仪器例如宽带数字示波器,40GSa/s采样率以上的示波器被西方国家100%垄断,而超过160GSa/s采样率的示波器严格对中国禁运。
示波器内部的结构复杂、芯片较多,技术壁垒高也是高端示波器昂贵的原因之一。制约我国数字示波器产业发展的三大主要因素分别是研究起步晚、核心芯片算法面临瓶颈和人才缺乏。突破核心技术瓶颈,研制高性能宽带实时示波器是迫在眉睫。
成都玖锦科技有限公司于2022年1月牵头承担了科技部攻关项目“80GSa/s高速数字存储示波器”项目,联合清华大学、电子科大组成攻关项目组,负责整个项目的实施。目前,成都玖锦已正式发布国内首台18GHz带宽、80GSa/s采样率、具有完全自主知识产权的高速数字存储示波器,通过制定整机、芯片、产业化的年度计划,合理规划、稳步推进,将突破超宽带高速数字示波器核心技术作为持续性攻关工程早日打破国外企业垄断、禁运的限制,并降低综合成本。
“守仁”系列高速数字实时示波器以18GHz带宽、80GSa/s采样率及2Gpts/ch存储深度的硬核性能成为全场亮点。该产品具备多种触发、串行解码分析、实时眼图与抖动分析等高级功能,可用于ps级高速脉冲及窄脉冲的信号捕捉与测试分析、高速信号完整性分析、射频信号采集等场景,为光通信、航空航天、卫星互联网、前沿科研等产业的关键技术创新提供了强大的测试测量工具,为推动行业技术升级和产业高质量发展注入了新的动力。