简析鼎阳SDS2000超级荧光示波器SPO技术

2014-08-29 14:51:59来源: eefocus 关键字:鼎阳  SDS2000  超级荧光示波器  SPO

鼎阳SDS2000系列超级荧光示波器拥有110000帧/秒的波形捕获率,最大带宽为300MHz,采样率高达2GSa/s,兼具深存储、高捕获率、多级辉度以及色温显示等特点,同时还拥有丰富的触发类型,常用的串行协议触发和解码,集成了任意波形发生器等特性。
 

这款SDS2000系列采用了鼎阳自主创新的波形采集,以及图形处理引擎,支持高达110,000wfm/s的波形捕获率,256级的辉度等级或色温显示,支持深存储,采用全新的数字触发技术,支持丰富的触发类型和精确的触发。所有这些技术统称为SPO(Super Phosphor Oscilloscope)技术。


传统数字存储示波器的架构


图1:SPO示波器的架构。

图2:SPO波形采集以及图形处理引擎。

图3:SPO技术特点。


一:110,000wfm/s波形捕获率


传统的数字存储示波器中,波形数据处理,显示都在CPU中完成,CPU成为整个数据采集、处理、显示的瓶颈。每两帧之间需要有大段的时间等待CPU完成前一帧的处理,才能启动下一帧的采集。参照图4,两个采集帧之间这段时间叫做示波器采集的死区时间。传统的数字存储示波器死区时间长,偶发的毛刺信号很容易落到死区,就很难被示波器采集到。SPO示波器采用了SIGLENT自主创新的波形采集,图像处理引擎,采用FPGA组来完成波形的处理和显示,大大缩短了两帧之间的死区时间,在SDS2000的平台上,50ns时基,可以做到110,000帧/秒的波形捕获率,相比传统示波器50ns时基,只能做到大概200帧/秒的波形捕获率,和同类同级别主流产品的50,000帧/秒的波形捕获率相比,采用SPO技术的SDS2000系列示波器,可以更快速的捕获偶发的毛刺、异常信号,将大大提高工作效率


图4:死区时间短,波形捕获率高,快速抓取偶发的毛刺/异常信号。

图5:高波形捕获率可快速发现异常信号。

 

二:256级的辉度等级以及色温显示


SPO引擎在支持高波形捕获率的情况下,根据波形点在屏幕上出现的概率,采用不同的辉度等级,实现类似模拟示波器中波形亮暗渐次变化的化学荧光效果。实现波形的三维(时间,幅度,强度)显示。


图6:实际采集到的波形,噪声信号,明显的强度明暗,辉度等级显示。

或用不同的颜色来表示信号出现的概率,即色温显示。


图7:实际采集到的波形,噪声,色温显示。

三:深存储


SPO引擎支持外接DDR3 RAM来实现深存储。在SDS2000系列超级荧光示波器平台上,可以支持单通道14Mpts的存储深度,当工作在两通道交织模式下时,支持28Mpts的存储深度。参照下图,主窗口,通道1工作在交织模式,因为可以支持到28Mpts的存储深度,在1ms的时基下,仍旧可以支持到2GSa/s的采样率,zoom窗口中,可以稳定的观察到波形的细节。


图8:深存储Zoom功能。

四:数字触发


1)触发精度高


传统的数字存储示波器,采用模拟触发技术,框图1中的模拟触发系统,通常包含两部分的电路,一是模拟比较器,二是TDC电路。模拟比较器将从模拟前端来的模拟信号和触发电平进行比较,产生触发信号,送给后级的采集系统。TDC电路完成对触发沿到触发沿后的采样时钟沿之间的时间间隔测量。用于采集系统对触发帧的水平位置的精细调整。采用传统的模拟触发技术,受限于采集通道和触发通道的频率响应差异,触发灵敏度差,triger delay的精度差。受限于TDC电路的精度以及温飘,触发抖动大。另外受限于TDC电路响应慢,会降低波形捕获率。

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关键字:鼎阳  SDS2000  超级荧光示波器  SPO

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2014/0829/article_9404.html
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