泰克MSO5示波器,開啟示波器比“芯”時代
2018/3/2  9:30:30
Tek049是泰克新研制的一種ASIC (專用集成電路),這是一種高度集成的片上系統(tǒng)(SOC)混合信號ASIC,含有4億個晶體管和20億個連接,構(gòu)成了4個內(nèi)部ADCs (模數(shù)轉(zhuǎn)換器)和集成DSP (數(shù)字信號處理器)。Tek049采用40 nm RF CMOS工藝制造,采用1927針精細間隙球柵陣列封裝,是同類獨有的芯片上示波器。

Tek049首次亮相是作為泰克新5系列MSO(混合信號示波器)采用的芯片。泰克5系列MSO能夠支持15.6英寸高清觸摸屏顯示器、8個FlexChannel®輸入、16位垂直分辨率等,這在一定程度上要歸功于Tek049。這些新型ASIC將作為泰克未來示波器的核心,為面向現(xiàn)代工程師設計的下一代示波器提供動力。

新型12位ADC是當今速度快的轉(zhuǎn)換器,內(nèi)部運行速率達25 GS/s,每通道采樣率要比以前的同類示波器高出25%。 

12位實現(xiàn)了4096種垂直模數(shù)轉(zhuǎn)換電平,分辨率比采用8位ADC的示波器高出16倍。每條ADC通道基于交織連續(xù)接近寄存器(SAR)結(jié)構(gòu),每塊Tek049芯片包括四個ADCs,實現(xiàn)了100 GS/s的總吞吐量。

典型示波器的信號路徑相當復雜,因為信號必須通過各種元件,包括放大器、繼電器、濾波器、ADC等,然后才能處理并顯示信號。對MSO,數(shù)字信號的邏輯分析一般在模擬觸發(fā)功能使用的同一塊芯片中完成。


5系列MSO:Tek049的第一個應用

Tek049將用于泰克未來的整個示波器系列,但將重點介紹Tek049為泰克5系列MSO提供的功能,這是第一臺采用新型ASIC的示波器。5系列MSO利用了80%以上的Tek049功能,其目標是全面利用新芯片的優(yōu)勢,為當前工程師提供好的示波器。


工程師將在Tek049和5系列MSO中看到的新特點和新功能

高清顯示器和轉(zhuǎn)換

5系列MSO提供了第一個以觸控為中心的全新打造的示波器界面,用戶可以滑動、拖動、掐放縮放,簡便地找到關(guān)鍵功能。用戶印象更深的可能是屏幕本身,這是一種15.6”高清(1920 x 1080)容性多觸點顯示器。這種大屏幕為用戶提供了足夠的空間,可以一次查看多個信號,并為讀數(shù)和細節(jié)留出了空間。Tek049還支持一種新的堆疊顯示模式,作為片段自動增減信號。波形可以作為片段顯示。每個片段與其他片段偏移開,但仍能利用ADC的整個范圍,從而實現(xiàn)高的分辨率。


5系列不僅顯示分辨率高,而且波形分辨率也高。Tek049的12位ADC為示波器提供了4096種垂直模數(shù)轉(zhuǎn)換電平分辨率,用戶看到的細節(jié)要比以前的8位ADC高出16倍。

FLEXCHANNEL 輸入

為實現(xiàn)更好的示波器靈活性目標,Tek049團隊研制出業(yè)內(nèi)第一個FlexChannel輸入。在使用5系列MSO時,工程師不必選擇數(shù)量有限的模擬/數(shù)字通道組合,而是可以使用4個、6個或8個FlexChannel輸入,每個輸入既可以是一條模擬通道,也可以是八條數(shù)字通道。用戶可以在所有通道中自由混配模擬探頭和數(shù)字探頭。


數(shù)字通道現(xiàn)在在模擬輸入上,因此數(shù)字通道可以實現(xiàn)模擬通道的全部采樣率和記錄長度等優(yōu)勢。在傳統(tǒng)示波器結(jié)構(gòu)中,數(shù)字采樣率和記錄長度只是模擬通道的幾分之一。此外,通過使用相同的輸入,數(shù)字信號實現(xiàn)的定時分辨率較模擬信號要精細得多,大大提高了測量和分析的精度。

實時數(shù)字信號處理

Tek049 ASIC集成度高,包含強大的DSP功能,與5系列更新的前端放大器相結(jié)合,在高增益設置時噪聲多下降40%,從而提供了同類產(chǎn)品中低的噪聲和高保真度的信令。此外,Tek049結(jié)構(gòu)高效利用外部DRAM內(nèi)存帶寬,在存儲到內(nèi)存前實時處理數(shù)據(jù),因此可以立即消除不完美信號,實現(xiàn)高保真度。

Tek049實現(xiàn)部分更加強大的DSP功能如下:
高分辨率采集模式,支持16位采集格式及實時DSP濾波
每條通道上可編程實時帶寬限制濾波,低達20 Hz,對采集捕獲吞吐量沒有任何影響
高級觸發(fā)功能,支持集成數(shù)字觸發(fā)
高速波形顯示和分析,硬件加速精細均衡濾波、插補、通道間數(shù)學和波形平均模式
硬件加速,對采集的數(shù)據(jù)進行波形搜索和解碼
增益和偏置誤差補償
非線性失真校正
時間交織不匹配校正
支持對每條通道進行精細分辨率相位控制
通道間精密對準
突破性的噪聲、抖動和失真性能

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