通用示波器新标杆——是德科技InfiniiVision HD3系列用自研14位ADC，带来突破性性能提升

时间：2024-09-24 15:10:35

关键字：通用示波器 Keysight 是德科技 InfiniiVision HD3

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[导读]随着AI计算、新能源汽车、可再生能源以及6G等高新技术的迅猛发展，测试测量仪器面临着前所未有的高要求。在这一波技术革新的浪潮中，数字示波器作为众多行业不可或缺的通用仪器，其重要性愈发凸显。特别是那些拥有“150G实时带宽”、“256G实时采样”等顶尖参数的示波器，正是源自最高端、最前沿行业的迫切需求。与此同时，随着高端示波器的不断进步，日常使用的通用示波器也迎来了更为严峻的挑战。一个显著的趋势是，设备与元件的设计日益复杂，所处理的信号愈发微弱，这无疑加大了量测的难度，对示波器的性能提出了更高要求。

随着AI计算、新能源汽车、可再生能源以及6G等高新技术的迅猛发展，测试测量仪器面临着前所未有的高要求。在这一波技术革新的浪潮中，数字示波器作为众多行业不可或缺的通用仪器，其重要性愈发凸显。特别是那些拥有“150G实时带宽”、“256G实时采样”等顶尖参数的示波器，正是源自最高端、最前沿行业的迫切需求。与此同时，随着高端示波器的不断进步，日常使用的通用示波器也迎来了更为严峻的挑战。一个显著的趋势是，设备与元件的设计日益复杂，所处理的信号愈发微弱，这无疑加大了量测的难度，对示波器的性能提出了更高要求。

"以往，我们对电源纹波的要求或许仅停留在毫伏级别，但如今，这一标准已提升至更为精细的亚毫伏级。展望未来，众多IoT设备将追求低功耗与高可靠性的完美结合。同时，对于电池的使用寿命，我们寄予厚望，期望其能持久耐用，达到五年、十年，乃至更长的服务期限。那么，如何有效测试在低功耗状态下信号的高可靠性呢？这就需要依赖通用示波器具备更高的性能来实现。" 是德科技大中华区市场总经理郑纪峰先生如是分享道。

是德科技大中华区市场总经理郑纪峰先生

为了充分响应客户对通用示波器测试要求不断提升的需求，是德科技隆重推出了全新的InfiniiVision HD3系列通用示波器。该系列示波器搭载了公司自主研发的磷化铟半导体芯片，这一创新之举显著提升了示波器的带宽与采样率，从而能够轻松应对各种严苛的测试挑战。尤为值得一提的是，其内置的14位模数转换器（ADC）更是将采样精度推向了新的高度，为整个行业带来了突破性的性能飞跃。这一系列创新特性使得InfiniiVision HD3系列示波器在通用示波器市场中独树一帜，成为引领行业创新的重要力量。

近日我们有幸参加了是德科技全新InfiniiVision HD3系列通用示波器的产品发布会，是德科技大中华区市场总经理郑纪峰先生以及是德科技亚太区数字和光产品业务拓展经理朱华朋先生进行了精彩分享。

14bit ADC引入：相比竞品精度提升4倍，底噪低于1/2以下

随着科技的不断进步，设备和元件的设计复杂度与日俱增，信号的处理也随之变得更加精细而微妙。为了确保产品的高品质并提升生产效率，工程师们面临着同时监测多个信号的艰巨任务，以期能够精确识别设计中的问题所在，并敏锐捕捉到那些往往预示着设计缺陷或硬件故障的极其细微的信号差异。因此，他们迫切需要一种能够有效抑制噪声干扰、捕捉微小和稀有信号错误的示波器，从而为产品问题提供解决方案。

是德科技最新推出的InfiniiVisionHD3 系列示波器，凭借先进的 14-bit ADC 和 50 µVRMS超低本底噪声（能够识别微小信号异常），为数字设计人员和工程师提供了前所未有的高垂直分辨率，专为解决这一难题而设计。InfiniiVisionHD3 系列的带宽范围从 200 MHz 至 1 GHz，不仅加快了数字电路的调试过程，还显著缩短了产品的上市时间。

目前市场上的同类竞品，采用的均为12-bit ADC用于输入模拟信号的解析。而InfiniiVisionHD3系列直接采用了14-bit ADC，提高了通用示波器的行业水平。ADC位数的提高有两方面的好处：一是直接大幅提升垂直分辨率。二是优化信号噪声过滤。

12位分辨率意味着可以将信号分为212=40962^{12} = 4096212=4096个离散的电压级别。14位分辨率则能够将信号分为214=163842^{14} = 16384214=16384个离散级别。因此采用14-bit ADC的InfiniiVisionHD3系列相比采用12-bit ADC的同类竞品，在垂直精度方面提高了4倍。另外，高位数ADC通过更高分辨率的量化，可以让信号中的有用部分更加突出，减少量化误差的影响，使得信号的细微变化不会被系统噪声掩盖，从而提升信噪比。

示波器的分辨率能力部分体现在ADC（模数转换器）的位数上，然而值得注意的是，即便ADC位数相同，不同示波器的分辨率性能也可能存在差异。而ENOB作为另一个表现方面，它反映了设备在受到噪声和失真的影响下的实际有效分辨率。具体而言，ENOB值越高，意味着ADC的性能越接近理论上的理想状态，从而能更精确地进行信号测量与转换。得益于自主研发的ADC技术，是德科技的示波器在ENOB方面一直领先于其他品牌。举例来说，其10位ADC的ENOB表现，能与市场上同类竞品的12位ADC相媲美。进一步对比显示，在同类产品中，最佳的ENOB规格通常仅为8.9位，而是德科技的InfiniiVision HD3系列示波器则突破了这一界限，达到了超过10.4位的ENOB水平。这一成就直接证明了InfiniiVision HD3系列示波器的ADC在实际应用中拥有更高的分辨率能力。

据悉，InfiniiVision HD3系列示波器的技术渊源可追溯至是德科技旗下的高端示波器型号——Infiniium UXR系列，通过技术下放策略，成功将高端型号中先进的模拟前端控制技术融入到了通用示波器领域。这一创新举措，使得InfiniiVision HD3系列得以采用是德科技自主研发并定制的ASIC（专用集成电路），在典型测试环境中，为工程师们带来了显著提升：包括高速采样率、充足内存、无损的波形更新速率、卓越的高垂直分辨率，以及一系列基于硬件的强大功能，如掩码测试、区域分析和串行解码等。

是德科技亚太区数字和光产品业务拓展经理朱华朋先生强调：“InfiniiVision HD3系列示波器实现了多项技术指标的完美融合，它不仅拥有超高的ADC位数和极低的底噪，还配备了深厚的存储深度，以及更高的波形捕获率。在对比市场上其他同级示波器时，你会发现，这些出色的参数往往难以并存。例如，快速的波形捕获率与深存储通常难以兼顾，但是德科技通过技术创新，成功地将这些优势集于一身，为用户提供了前所未有的测试体验。”

针对存储深度这一关键性能，是德科技示波器历来展现出其独特且显著的优势。具体到InfiniiVision HD3系列，它采用了深度内存架构，这一设计使其最大存储深度达到了惊人的100 Mpts（其存储容量是传统3000G系列的25倍）。这样的存储能力，确保了示波器能够以全采样率捕获极长时间跨度的信号，进而帮助用户获得精确且预期的测量与分析结果。并且，InfiniiVision HD3系列还结合了每秒高达130万次的波形更新率，这一特性赋予了它卓越的波形捕获能力。得益于此，用户能够迅速捕捉到那些极为罕见且稍纵即逝的偶发信号，从而在信号分析过程中占据先机，提升工作效率与准确性。

软件能力升级，解放工程师时间

对通用示波器而言，其实在软件能力上的要求也是非常高的。因为通用示波器面临的行业是多样化的、使用的人群也是千差万别，如何帮助这部分开发者来加速完成测试，捕捉到自己需要的波形，也就更需要智能的软件能力的支持。这包括了自动化的量测和分析、故障检测和调试工具、数据的存储和共享、实时数据处理和图表、用户界面的友好程度等。

而InfiniiVisionHD3系列在软件能力上的创新，不仅提升了仪器本身的使用效率，还能显著减少工程师的调试和测试时间。

【故障猎人实现自动捕捉和触发】

虽然InfiniiVisionHD3系列采用了嵌入式系统，但它将Windows系统示波器中很多好的功能和软件，实现了迁移。例如AI智能测试软件“故障猎人”，该软件可以让示波器长时间地自动学习用户的波形，捕捉其中的波形错误，从而根据用户波形的状态自动设置合适的触发条件，实现异常信号的触发和自动记录。

用户可以选择几分钟、几小时、甚至长达两天的自动任务，一旦自动触发到异常波形，用户只需点击一次运行按钮，或将该触发条件复制到自身的触发设置中，便无需再手动配置触发条件。系统会自动将异常波形的触发条件复制到用户的触发设置中。这一功能极大地简化了工程师的工作，使其无需长时间驻守在示波器前监控波形，也减少了对复杂触发功能的学习需求。

【Windows相似的界面体验】

在人机交互方面，InfiniiVisionHD3系列也做到了和Windows系统示波器类似的用户体验。InfiniiVision HD3系列拥有高度灵活和友好的用户界面，其搭载了嵌入式系统，提供了友好的用户界面，可以给工程师带来熟悉的使用体验。特别是独特的4屏显示，将四路信号分别显示。这种显示的优点在于信息界面清晰整洁，而且确保的高垂直分辨率。

【多线程远程控制】

InfiniiVisionHD3系列示波器还具备内置的VNC Server功能，用户只需使用VNC Viewer软件便可进行远程控制。VNC Viewer无需安装，绿色版软件即可直接运行，解决了许多公司不允许安装软件的限制。通过将示波器连接到网络，用户只需输入IP地址便能在同一局域网内远程访问示波器。这为工程师进行报告和远程测试带来了极大便利，避免了以往通过U盘保存波形再转移到电脑的不便，且确保了对波形条件的实时控制与记录。

另外，该示波器具备支持多线程控制的功能，允许多台主机同时控制同一台设备。无论是远程控制、直接操作示波器屏幕，还是多人同时操作，系统能够无冲突地按顺序响应每个指令，所有用户都可以实时看到波形的变化。这种基于VNC Server的远程控制响应速度极快，远超以往的Webserver或SCPI指令控制，后者速度较慢且不支持多线程操作。此外，传统系统限制了本地面板的多用户同时操作，而新系统有效解决了这一问题，显著提升了操作效率。

“整个InfiniiVisionHD3系列示波器的功能非常全面，特别是为了保护用户的投资，很多特色的功能，或者用户认为非常有价值的功能，我们全部标配。比如‘故障猎人’、分段存储，还有电源工程师喜欢的波特图测试等；我们的区域触发，这也是所见即所得的一个触发模式。”朱华朋分享到，“包括我们首次把16个数字通道、模板测试、直方图、FFT等功能都集成至这一系列中，用户只需要买一台硬件，就可以拥有所有软件。”