Keysight是德示波器從低頻到太赫茲的全頻段測(cè)量解決方案

agitek2008

在電子測(cè)量領(lǐng)域，示波器作為信號(hào)分析的核心工具，其性能邊界始終與科技發(fā)展同步演進(jìn)。從音頻信號(hào)的毫赫茲頻段到太赫茲通信的亞毫米波頻段，不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)示波器的帶寬、采樣率、動(dòng)態(tài)范圍提出了差異化需求。作為全球領(lǐng)先的測(cè)量解決方案提供商，Keysight（是德科技）通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新，構(gòu)建了覆蓋全頻段的示波器產(chǎn)品矩陣，為工程師提供了從基礎(chǔ)調(diào)試到前沿研究的完整測(cè)量工具鏈。

低頻至中頻段：精密測(cè)量的基石

在工業(yè)控制、汽車電子、消費(fèi)電子等低頻至中頻應(yīng)用場(chǎng)景中，信號(hào)頻率通常集中在數(shù)百兆赫茲以下。這一頻段對(duì)示波器的核心需求在于高分辨率、長(zhǎng)存儲(chǔ)深度及多功能集成。以MSOX3014A混合信號(hào)示波器為例，其100MHz帶寬與4+16通道配置（4個(gè)模擬通道+16個(gè)數(shù)字通道）可同時(shí)覆蓋模擬與數(shù)字信號(hào)的同步測(cè)量，適用于嵌入式系統(tǒng)調(diào)試。該型號(hào)具備2Mpts存儲(chǔ)深度與2GSa/s全通道采樣率，能夠精確捕捉工業(yè)控制系統(tǒng)中緩慢變化的模擬信號(hào)細(xì)節(jié)，并通過集成邏輯時(shí)序分析儀功能實(shí)現(xiàn)多協(xié)議解碼。

針對(duì)更廣泛的低頻應(yīng)用，InfiniiVision 3000AX系列通過五合一儀器架構(gòu)進(jìn)一步拓展了測(cè)量維度。其內(nèi)置的20MHz函數(shù)發(fā)生器（WaveGen選件）可實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制與激勵(lì)響應(yīng)分析，配合3位電壓表與5位頻率計(jì)數(shù)器，為電源紋波測(cè)試、音頻設(shè)備調(diào)試提供了完整的表征工具鏈。該系列高達(dá)100萬(wàn)波形/秒的更新速率，使得偶發(fā)故障的捕獲概率提升了20倍，有效解決了低頻長(zhǎng)周期信號(hào)的觀測(cè)難題。

射頻頻段：寬帶通信與信號(hào)完整性分析

隨著5G、Wi-Fi 6E、衛(wèi)星通信等技術(shù)的普及，射頻信號(hào)測(cè)量面臨更高帶寬與復(fù)雜調(diào)制格式的挑戰(zhàn)。是德科技的中高端示波器通過突破性硬件架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了射頻頻段（數(shù)百兆赫茲至數(shù)十吉赫茲）的精準(zhǔn)測(cè)量。InfiniiumV系列示波器采用定制ASIC芯片與InfiniiMaxIII+探頭系統(tǒng)，將帶寬拓展至33GHz，配合20GSa/s采樣率與160bit硬件串行觸發(fā)，能夠?qū)崟r(shí)解析多通道高速串行數(shù)據(jù)。

在射頻前端設(shè)計(jì)中，信號(hào)完整性（SI）與電磁兼容性（EMC）測(cè)試是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。DSOX4154A示波器通過創(chuàng)新的InfiniiScanZone觸摸觸發(fā)技術(shù)，可快速定位射頻信號(hào)的異常瞬態(tài)。其12.1英寸電容觸摸屏支持多點(diǎn)手勢(shì)操作，結(jié)合標(biāo)配的500GB固態(tài)硬盤與USB3.0接口，實(shí)現(xiàn)了眼圖分析、頻譜分析、矢量信號(hào)分析等復(fù)雜功能的可視化交互。例如，在5G基站調(diào)試中，工程師可通過EVM（誤差矢量幅度）測(cè)量模塊直觀評(píng)估調(diào)制質(zhì)量，而內(nèi)置的PAM-4分析功能則為下一代光通信系統(tǒng)的驗(yàn)證提供了專用工具鏈。

毫米波與太赫茲：前沿技術(shù)的測(cè)量突破

在毫米波雷達(dá)、6G通信、量子計(jì)算等前沿領(lǐng)域，信號(hào)頻率已突破100GHz進(jìn)入太赫茲頻段。這一頻段的測(cè)量面臨三大核心挑戰(zhàn)：極窄脈沖捕捉、極低噪聲本底、超寬帶寬需求。是德科技的Phantom系列太赫茲示波器通過集成鎖相放大技術(shù)與超導(dǎo)納米線探測(cè)器，將實(shí)時(shí)測(cè)量帶寬拓展至1.5THz，動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到80dB。

以86100D DCA-X示波器平臺(tái)為例，其配備的PAM-N分析軟件可處理4電平脈沖幅度調(diào)制信號(hào)，結(jié)合光-電轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)亞皮秒級(jí)時(shí)間分辨率。在太赫茲通信系統(tǒng)驗(yàn)證中，工程師可利用該平臺(tái)的時(shí)域反射計(jì)（TDR）功能分析波導(dǎo)傳輸損耗，或通過頻域分析模塊提取300GHz載波信號(hào)的相位噪聲。此外，是德科技與全球研究機(jī)構(gòu)合作的定制化探頭解決方案（如GSG150探針臺(tái)），進(jìn)一步突破了封裝級(jí)器件的高頻信號(hào)提取瓶頸。

技術(shù)演進(jìn)：測(cè)量架構(gòu)的范式革新

縱觀是德示波器的技術(shù)發(fā)展軌跡，三大創(chuàng)新維度推動(dòng)了全頻段測(cè)量能力的突破：

1. 硬件架構(gòu)革新

通過MegaZoom IV智能內(nèi)存技術(shù)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)深度與更新速率的平衡，InfiniiumV系列在20GSa/s采樣率下仍能保持12bit垂直分辨率，避免了高頻信號(hào)的信息丟失。

2. 觸發(fā)機(jī)制進(jìn)化

從傳統(tǒng)邊沿觸發(fā)到硬件串行觸發(fā)、窗口觸發(fā)、邏輯組合觸發(fā)，是德示波器的觸發(fā)系統(tǒng)已能識(shí)別復(fù)雜協(xié)議中的特定比特序列，例如在PCIe 5.0調(diào)試中捕獲特定數(shù)據(jù)包。

3. 系統(tǒng)集成思維

示波器不再僅是波形顯示工具，而是融合邏輯分析、協(xié)議解碼、矢量信號(hào)生成的多功能平臺(tái)。例如，WaveGen內(nèi)置信號(hào)源與示波器的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)建。

從音頻設(shè)備中的20Hz信號(hào)到太赫茲頻段的0.3THz電磁波，示波器的測(cè)量邊界始終與人類的科技探索同步延伸。是德科技通過硬件創(chuàng)新、軟件智能化和系統(tǒng)集成化的三維突破，為不同頻段的信號(hào)分析提供了精準(zhǔn)、高效的解決方案。在6G通信、自動(dòng)駕駛、量子計(jì)算等新興技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，示波器的測(cè)量能力將繼續(xù)向更寬頻帶、更深維度演進(jìn)，成為連接物理世界與數(shù)字世界的核心橋梁。