計算機、通信以及消費類電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展成為示波器發(fā)展的不竭動力;廠商不斷從技術上對示波器進行改進更使其發(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注,除了能將波形存儲下來供計算機分析等優(yōu)點外,其在波形捕獲率指標上也不斷改進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,安捷倫、泰克、力科,國內廠家則以普源為主。市場調研公司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)負增長,力科則連續(xù)兩年出現(xiàn)負增長。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,示波器技術發(fā)展的市場動力主要仍來自計算機、通信以及消費類電子產(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語,即使不是*,也是非常普及。電子企業(yè)很少有不用網(wǎng)絡設備的,USB不僅出現(xiàn)在手機、PDA(掌上電腦)、數(shù)碼相機中,甚至連熱咖啡的機器都使用它,雖然我們不能說每一臺電腦和手機都配備USB,但不配備USB的電腦和手機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),都有標準組織制定測試標準。以USB為例,要在產(chǎn)品中打上USB*標記,產(chǎn)品必須經(jīng)過USB一致性測試認證,而示波器是完成這一測試認證的主要儀器。所以可以說,USB技術對示波器市場的推動功不可沒。當然,也可以說,示波器對USB技術的普及功不可沒。對于一些規(guī)模較小的廠家,可能沒有足夠的經(jīng)費來購買整套測試認證測試設備,可求助于USB2.0測試認證實驗室,目前中國大陸、香港、中國臺灣共有三家被組織*的測試認證中心,分別是中國臺灣的百佳泰、中國臺灣的SGS、香港的標準認證測試中心(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行認證測試。
除了USB和以太網(wǎng)技術推動著示波器技術的發(fā)展外,在消費類電子領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)標準和主要用于消費類電子產(chǎn)品的HDMI(高清晰多媒體接口)標準。近年來,DisplayPort(顯示口)標準發(fā)展勢頭在PC領域似乎要超越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標準的制定和實施,其中包括*成立HDMI認證測試室。在HDMI認證實驗室中,泰克、安捷倫的示波器及解決方案隨處可見。
應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,還有核心技術和銷售渠道等。
就數(shù)字示波器技術而言,一直有兩個名詞和核心技術有關系,安捷倫公司的MegaZoom(快響應深存儲技術),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技術剛剛推出時,數(shù)字示波器的存儲深度指標并未引起示波器廠家和用戶的關注,因此DPO技術優(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,即快響應深存儲技術,另一個是混合信號示波器,在普通的示波器基礎上追加16個邏輯通道,這兩個技術一直到今天仍然業(yè)界。
另外,波形捕獲率對應兩種情況,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的時間)。三個示波器廠家都在支持分段存儲。
泰克DPO技術用在基于Windows平臺的示波器,如DPO/DSA70000上,其波形捕獲率指標zui高達每秒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技術用在非windows平臺的示波器上,其波形捕獲率指標zui高達10萬次每秒,用在的windows平臺DSO/DSA90000系列示波器上,結合分段存儲功能,其指標達40萬次每秒,這也是十多年以后,安捷倫*次在該指標上。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上超過。
每個公司都有自己公開和不公開宣傳的核心技術,安捷倫在示波器領域有自己的想法,公司更看重示波器和新技術在芯片研發(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制。對于示波器,安捷倫認為它的核心技術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)轉換器),其ADC放大器芯片一個20G采樣率的單芯片(芯片內部用了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計理念做出來的,該射頻微波技術同樣用在差分探頭上。一直到今天,在模數(shù)轉換器上,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去是12.5G,要達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設計和射頻微波技術的積累。但是大家也可以看到,泰克的ADC已從5G改進到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,無線技術一直在試圖替代有線技術,無線USB技術、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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