頻寬擷取技術更上層樓 高階示波器陸續問世

2009-02-05
為因應日益攀升的量測挑戰,以及延長量測儀器的使用年限,近期廠商紛紛推出頻寬不斷升級的量測產品。繼太克推出20GHz示波器後,力科也加足馬力跟上,推出高達30GHz之示波器,搶占高階市場。
對所有示波器系統來說,決定示波器好壞的關鍵在於其準確重建波形的能力,亦即較佳的示波器也能提供較佳的訊號完整性。由於示波器會擷取訊號影像,再藉由觀察和解譯訊號以評判待測物的效能表現,因此訊號完整性與否,就由擷取的圖像是否真實準確、圖像清晰或模糊以及每秒可擷取多少準確圖像做為判斷。 事實上,由於今日的處理器時脈速率幾乎開始呈倍數增加,而3D繪圖、視訊及伺服器輸入/輸出(I/O)介面也需要大量的頻寬;再加上今日絕大多數電信設備都採用數位化設計,同樣也需要大頻寬,因此促使業界不斷提升頻寬,期望透過更大的頻寬滿足用戶的需求。  

訊號挑戰性備增 量測產品與時俱進  

圖1 力科策略行銷副總裁Peter J. Pupalaikis指出,若能以「延長產品使用年限」為誘因,高階示波器仍可吸引一定數量之客戶採用。
量測儀器廠商力科(LeCroy)策略行銷副總裁Peter J. Pupalaikis(圖1)指出,今日的量測環境日益困難,而工程人員在訊號正確性與完整性的要求上更加不能忽視。因此,愈高頻寬的示波器,由於可為開發人員掌握更多訊號資訊,因而在近期頗受重視。  

Pupalaikis以該公司於2009年1月推出的頻寬數位示波器WaveMaster 8Zi系列為例,該系列產品具備高達30GHz之頻寬、取樣率達80GS/s、最大可分析記憶體亦達512M,允許儀器能夠即時反應,因此分析速度較過去產品快上十至百倍。他指出,在如此高階的示波器支持下,將能提供更佳的整合性能表現、速度與精確度,並且能提供工程師更加深刻的洞察,快速除錯並高效率檢驗。  

8Zi系列各機型支援4G~30GHz頻寬,意味著工程人員能藉由購買現階段設計需要之儀器頻寬,並在日後升級到更高頻寬,以保有前期投資在應付稍後興新之高速技術和串列數據標準時,可持續運作。  

事實上,除了力科的30GHz高階示波器之外,太克科技(Tektronix)更早於2007年2月就推出具備20GHz即時頻寬和50GS/s取樣率的高效能示波器產品,同樣搶攻高階市場。  

太克科技量測事業群資深行銷經理Christopher J. Loberg日前來台時表示,由於今日的傳輸介面已從平行(Parallel)轉向高速串列(High-speed Serial),而資料傳輸速率也因為步入超高速Gbit/s等級,因而帶動對高效能示波器的需求。  

資料來源:太克科技
圖2 太克科技之高階示波器DPO72004
太克認為,由於新一代消費性電子(CE)產品、電腦、通訊及視訊產品和系統不斷出現,且多使用更快、更寬的訊息匯流排及互連元件,因此需要較高效能的示波器,才能擷取高速串列訊號的頻率諧波,以進行準確和可重複式的量測。如太克稍早推出之示波器DPO/DSA72004(圖2),即可支援所有通道的高頻寬、深度記憶體、快速取樣率,以及快速波形擷取率等,在在對高速多通道串列資料架構特別有價值。Loberg解釋,在此種架構中,為了避免通道偏移造成的時序違反,多通道的分析是必要的。而此類機型特別適合設計人員用來開發與測試各項先進串列資料應用,包括PCI-Express 2、SATA 3、FB-DIMM II、HDMI 1.3及10Gbit/s乙太網路等。  

Pupalaikis也抱持類似想法。他指出,在目前的量測環境下,僅能提供低階訊號量測的量測儀器,根本無法滿足開發人員的量測需求,因而也無法獲得投資報酬率之回收;或是採購的儀器過於低階,無法跟上日新月異的新規格,實際使用年限極為有限,都可能讓產品很快過時。  

就產品面來看,8Zi系列頻寬20G~30GHz之機型,其標準取樣率為80GS/s;4G~16GHz機型,四通道同時開啟之標準取樣率為40GS/s,若添購選配可以增加取樣率至兩個波道80GS/s。每通道配備10M記憶體,記憶體選配最高可達每通道256M。所有記憶體皆可用於記錄波形與分析處理。  

高階產品有行無市 搶先鋪路仍不可輕忽  

矛盾的是,儘管業者對高階示波器動作頻頻,卻也不看好此類產品將成營收主力。Pupalaikis不諱言,高階示波器雖具有多項強大特色,但目前仍僅有研究單位、軍方或學界有此需求。據估計,30GHz在全球市場的需求量將不超過五十台,國內需求可能僅五台以內。  

安捷倫(Agilent)電子量測儀器事業群全球示波器業務部策略規劃經理Dave Rishavy也曾指出,目前示波器產品大致分為三大等級,包括2GHz以上的高階產品、數百M~2GHz的中階產品,以及數百MHz以下的一般應用示波器,而1GHz的中階示波器占有市場比例超過50%,且此趨勢在未來數年仍將持續,市場分野並不會有太大變動。也因此,安捷倫目前最高階之示波器DSO90000A僅提供2.5G~13GHz之頻寬,且並不以推升頻寬為近期產品研發唯一方向。  

不過,Pupalaikis仍認為,由於未來技術勢必持續演進,因此搶先站穩高階市場之腳步,將有利於未來利基市場之耕耘,故該公司仍將針對高階示波器有所著墨。  

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