低端示波器比较

2016-08-17 12:57:06来源: eefocus

100MHz带宽的入门级示波器的使用率要比高端示波器多的多,这也是一个竞争最激烈的市场,国内早就到了白热化的程度,不可避免的,战火进一步漫延到了国外。这不严谨的日本人Mayuko Uno就对这些示波器做了对比测试。

在这里我力图用一个简短的篇幅对这些对比加以介绍。

话说日本人发现,示波器Yen10,000/MHz的日子是一去不复返啦,100Yen约为7.6 RMB。在日本市场上售卖的100MHz示波器大多处于Yen100,000到Yen250,000,约合7,600RMB~33,000RMB,还是比国内贵的多。100MHz~300MHz的用途非常广泛,如Fig2所示。

100MHz~300MHz的低端示波器为什么会这么便宜,原因是有中国厂商的参与,售价要比Tektronix和Agilent至少低10%甚至更多。目前除了rigol,大部分国内玩家都只能出300MHz以下的示波器。Mayuko Uno特别提到了普源,固伟,利利普3个中国厂商。

Rigol在2007年付运了30k示波器,在估计约100k的全球市场中居于第二位,而GW则在2008财年共计出了20k的模拟示波器和30k的数字示波器。但是在业界他们并不出名的原因是以往他们是以OEM出现的,比如Rigol在其网站就公开宣称是Agilent和Iwatsu的合作伙伴,但有意思的是Agilent和Iwatsu从来没有公开承认过。不过Iwatsu却定制了DS-5100,100MHz型号售价Yen168,000,并且采样率仅为250MS/s。

国内厂商的低价策略在日本也凑效,有越来越多的用户选用这种价廉物美的产品。

相似的性能:

在带宽,采样率,存储深度3大指标上的区别,就连Agilent也承认低端示波器的基本性能区别微乎其微。不过比起后起之秀,就算Agilent今年才推出的型号DS1000系列在存储上也保守的多,只有10k pts/ch;而Iwatsu的DS-5100 200MS/s 每通道的性能则只是刚好满足了采样定律的要求。

在次要指标上,差别也是参差不齐,比如Tektronix的TDS2022B可以测量1.25uS的偶发事件,而LeCroy的WJ312A则只能测到500uS。

当然好多次要指标厂商的Datasheet是不会公布的,尤其对于自己的劣势,需要扬长避短。用户在选择的时候需要多了解一下产品的特点是否适合自己的应用,以及炼就一对火眼金睛。

波形质量

由于只有5个厂商提供试用,所以Mayuko Uno也就只测试了以下几个厂商的产品。

1 频响曲线

其他4家的示波器在20MHz内的响应都比较平坦,只有rigol的DS1022CA出现了轻微的下降。在20MHz以后的差别比较明显,Tektronix的TDS2014B在整个100MHz的带宽内都有最为平坦的响应。令人吃惊的是Agilent DSO1014A的带宽居然是200MHz,紧跟在后边的是rigole的DS1102CA,带宽大约超过150MHz。

带宽表现的巨大差异是因为所采用的前端放大器的不同表现,这种频响上的区别针对不同的应用。频响曲线在带宽内(规定的100MHz)最为平坦的适合测试带宽内信号的幅度,而在带宽外降落缓慢的,可以用于高于100MHz信号的延伸测试。由于这些示波器的采样率都在1GS/s以上,都10倍于带宽,所以不用过多的考虑抗混叠,换句话说,在带宽内平坦,带宽外滚将缓慢的示波器最为理想。

2 测试700ps的上升沿

注入一个上升沿为700pS的方波,Agilent DSO1014A能够测量到1.8nS,这个基本上跟他的频响曲线所表现出来的近200MHz的带宽相吻合。

3 过驱动

电源测试中,比如测试IGBT,过驱动可以更好的观察导通时的损失。这时除非超出的幅度在输入的允许范围内,否则波形幅度会使得放大器饱或者引起波形失真,示波器将会显示错误的波形。

在这方面大部分示波器都会提示窗口溢出,波形被削顶灯信息。此外要特别留意通道和探头的最大输入电压。有些示波器提供10V/div的垂直分度,如果用10x探头,理论上可以输入800V的信号,但10x探头通常只允许CATI 400Vpk。

4 数字电路,刷新

除了放大器和其他模拟电路上的区别以外,数字电路也不尽相同。ORIX的人说:“不同的供应商在内部算法上都有自己的一套,所以每家显示的波形精度也是不同的。"在现实视频信号时,这种区别尤其明显。

高速模拟示波器的刷新率高达100万次,而大多数设计只需要几万或几十万次刷新率。低端示波器测刷新率都在2千次以下,用来显示视频信号,显然力有未逮。

如果示波器用来观测控制系统中具有不同占空比的PWM,或马达和其他传动中的PAM时,刷新率是非常重要的。Mayuko Uno测试用载波为100kHz~500kH,用幅度变化为70%扫描速率为100Hz(10ms周期)扫描时,刷新率为几百次的示波器无法追踪到扫频信号。

视频信号,马达控制信号和其他类似的,传感器输出测量,低速串行信号也需要高刷新率。为了便于观察传感器输出数据信号,模拟变化会被转化成数字脉冲信号,要求大约1000次的刷新率。对于在输出之前就将模拟信号加以放大的传感器,较低的刷新率是可以的。

测量I2C和SPI的数据转换时序时,刷新率要求是100到1000次。刷新率当然是越高越好,但是100MHz的型号没有太高的刷新率。如果要查看更快的信号,或者信号的更多信息可以用更高端的示波器。

刷新率对于相对变化较快的信号具有重要的意义,刷新率会随着采样率,存储深度的变化(也就是时基的设置)而改变,可惜Mayuko Uno并没有测试。

目标应用是不同的

 

数字示波器和模拟示波器当然有许多不同,而在刷新率这个指标上,低端示波器比随便一台模拟示波器差的远的多,这就是为什么在一些特殊场合,模拟示波器仍然不可替代的原因。可惜的是目前业界只有Iwatsu一家还在坚持研发模拟示波器,至于他能撑到什么时候,天知道。

新的制造商(基本上是低端)试图提供更多的功能和性能,但还是受限于以上提到的应用。有Tektronix的人说”我们的低端示波器尤其适合观察波形,信号电平,频率,周期,错误或其他方面做了限制,取消了很多高端功能。如果需要详细分析,我们提供了较高的刷新率和较长的存储深度。”

用户需要充分了解自身需求以便选择合适的示波器。大体上应用分为2类:一是在嵌入式软件调试和其他应用中观察波形,以便检验低速数字信号的高低时序;二是用来替代模拟示波器。

对于高低时序检查大部分低端示波器都胜任,但要注意的是厂商为了降价而用次一些的元件,节省的成本用来提高存储长度,通道数和其他特性以保证必要的观测时间。在替代模拟示波器时,不是所有的型号都能应付必要的引用,比如过驱动和视频观察。

关键字:低端示波器  带宽

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016081716767.html
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