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示波器方案淺析

來源:
2023-09-26
類別:健康醫(yī)療
eye 144
文章創(chuàng)建人 拍明芯城
示波器是一種廣泛應用于電子測量的儀器,可將肉眼無法看見的電信號轉換為可見圖像,從而方便人們研究電現象的變化過程。示波器利用高速電子束打到涂有熒光物質的屏幕上,產生細小光點,模擬傳統(tǒng)模擬示波器的工作原理。在受測信號的作用下,電子束猶如筆尖,可在屏幕上描繪出被測信號瞬時值的變化曲線。利用示波器可以觀察不同信號幅度隨時間變化的波形曲線,并測試各種不同的電量,如電壓、電流、頻率、相位差、調幅度等。


1.png
示波器可以分為多種類型,例如萬用示波表、數字示波器、模擬示波器、虛擬示波器、任意波形示波器、手持示波表、數字熒光示波器和數據采集示波器等。在大多數情況下,模擬示波器和數字示波器都可以用于信號測試。然而,模擬示波器更適合用于實時顯示和測試變化迅速或復雜的信號。數字示波器則更適合用于顯示具有較強周期性的信號。此外,由于數字示波器內置的CPU或專門的數字信號處理器可以處理和分析信號,并可以保存波形數據,因此它們?yōu)樾盘柕姆治龊吞幚硖峁┝藰O大的便利。
那么示波器常用到哪些芯片呢?我們通過兩款臺式示波器:普源DS1102Z-E和安泰信ADS1102C;兩款手持式示波器正點原子DS100和夢源U2P20的拆解簡單分析一下。


1、普源DS1102Z-E

image.png


品牌

型號

描述

賽靈思(XILINX)

XC6SLX25-FGG484BIV2037

1顆FPGA芯片

NETSOL

S7A803630M-PC25

1顆9MB SRAM

微芯/美高森美/ACTEL(MICROCHIP/MICROSEMI/ACTEL)

 A3P030-VQG100

1顆Microchip   Technology推出的FPGA(現場可編程門陣列)芯片,它屬于ProASIC3系列。該芯片具有77個輸入/輸出(I/O)管腳,封裝為100-TQFP

恩智浦(NXP)

MCIMX283DVM4B

1顆MCU芯片

美光(MICRON)

MT47H32M16NF-25E:H

1顆512MB DDR2   SDRAM

德州儀器(TI)

HC4051M

1顆模擬開關芯片

普源(RIGOL)

RAD02B4A

1顆ADC芯片

德州儀器(TI)

絲印HA04 06K G4 CCKV

1顆ADC芯片

 

德州儀器(TI)

絲印P274 08K A7QP

1顆運算放大器

華邦(Winbond)

W25X40CLNIG

1顆Flash存儲芯片

普源(RIGOL)

RAD02B4A

1顆ADC芯片

亞德諾(ADI)

ADP2323

1顆穩(wěn)壓器

微芯(MICROCHIP)

KSZ8081RNBCA 

1顆以太網芯片

德州儀器(TI)

LP2998MR/NOPB

1顆電源管理芯片

安森美(ONSEMI)

FDMC7692

2顆場效應管

亞德諾(ADI)

ADF4360-7

1顆頻率合成器

德州儀器(TI)

TPS5430 

1顆降壓芯片

德州儀器(TI)

絲印99 D860

1顆電源管理芯片

德州儀器(TI)

絲印08 P272C

3顆運算放大器

德州儀器(TI)

LP3878MR-ADJ/NOPB

1顆LDO

線藝(COILCRAFT)

絲印682 D

2顆電感  

宏發(fā)(HONGFA)

HFD4/4.5-S

2顆繼電器

德州儀器(TI)

HC4053M

3顆模擬開關芯片

德州儀器(TI)

絲印P274 08K A7QP

2顆運算放大器

冠西(COSMO)

絲印Y214S EA6

2顆光電三極管

SK海力士(SK HYNIX)

H27U1G8F2BTR-BC

1顆DDR存儲器

德州儀器(TI)

絲印HA595 0AA63 PONU

2顆計數器芯片

亞德諾(ADI)

AD5207

1顆數字電位器

-

阻容感、變壓器、連接器、接口、顯示屏、按鍵、結構件和緊固件、導熱墊、鋁制屏蔽罩等等


 表1、普源DS1102Z-E部分元器件


2、安泰信ADS1102C

image.png


品牌

型號

描述

亞德諾(ADI)

ADSP-BF531SBSTZ400

1顆數字信號處理器(DSP)

SK海力士(SK HYNIX)

H57V1262GTR-75C

1顆128MB SDRAM存儲器

賽普拉斯/飛索(CYPRESS/SPANSION)

S29GL064N90T

1顆64MB PARALLEL   NOR FLASH

英特爾/阿爾特拉(INTEL/ALTERA)

EP4CE10F17C8N

1顆FPGA芯片

英特爾/阿爾特拉(INTEL/ALTERA)

5M240ZT100C4N

1顆CPLD芯片

奇景(HIMAX)

HX8817ALAG

1顆DC-DC電源芯片

NEC

UD2-4.5NU

2顆繼電器

表2、安泰信ADS1102C部分元器件


3、正點原子DS100

image.png


品牌

型號

描述

兆易創(chuàng)新(GIGADEVICE)

GD32F450VET6

1顆MCU

華邦(WINBOND)

25Q128JVSQ

1顆128Mbit SPI   FLASH

天源中芯(TPOWER)

TP4056

1顆鋰電池管理芯片

時代民芯(MXTRONICS)

MXT2088

1顆8位200MHz的雙核ADC

聚洵(GAINSIL)

GS8091

6顆高速運放

德州儀器(TI)

HC4051

2顆模擬開關芯片

德州儀器(TI)

HC4053

1顆模擬開關芯片

圣邦微(SGMICRO)

SGM3204

1顆DC-DC電源芯片

宏發(fā)(HONGFA)

HFD4/3-S

2顆繼電器

東芝(TOSHIBA)

TLP172GM

2顆光耦

-

絲印21BLE

2顆運放

-

絲印961K

1顆運放

-
 
 

-
 
 

阻容感、連接器、接口、顯示屏、按鍵、結構件和緊固件、導熱墊、鋁制屏蔽罩等等

表3、正點原子DS100部分元器件


4、夢源U2P20



image.png


品牌

型號

描述

賽靈思(XILINX)

XC6SLX9

1顆FPGA芯片

華邦(WINBOND)

W9825G6KH

1顆256Mbit SDRAM

意法半導體(ST)

M24128

1顆128Kbit EEPROM芯片

時代民芯(MXTRONICS)

MXT2088

1顆8位200MHz的雙核ADC

英飛凌/賽普拉斯(INFINEON/CYPRESS)

CY7C68013A

1顆USB 2.0芯片

微芯(MICROCHIP)

MCP6002

1顆運放

亞德諾(ADI)

AD8132

1顆高速差分運放

亞德諾(ADI)

AD8337

1顆直流耦合VGA

德州儀器(TI)

LMH6601

1顆高速運放

德州儀器(TI)

LM8261

1顆高速運放

德州儀器(TI)

TPS2553

1顆LDO

德州儀器(TI)

TPS63000

1顆升降壓DC-DC芯片

德州儀器(TI)

TPS62400

1顆降壓DC-DC芯片

德州儀器(TI)

LM27762

1顆電荷泵LDO

德州儀器(TI)

LP5907

1顆低噪聲LDO

德州儀器(TI)

TS3USB221A

1顆模擬開關芯片

富士通(FUJITSU)

FTB3GA4

3顆繼電器

冠西(COSMO)

KAQY214S

2顆光耦

-

絲印IC5J

4顆疑似TVS

-
 
 

-
  

阻容感、連接器、接口、顯示屏、按鍵、結構件和緊固件、導熱墊、鋁制屏蔽罩等等

 表4、夢源U2P20部分元器件


當前中國數字示波器市場主要集中在中低端,邁向高端市場需要突破三個主要壁壘:

首先,關鍵芯片如ADC等是示波器的核心部件,對帶寬和測量頻帶范圍有很大影響。目前,中國示波器廠商主要從德州儀器、亞德諾等國際供應商采購ADC、DAC等核心部件。然而,為了進入高端市場,自研ADC的需求較高。國產示波器普源精電開始嘗試自研ADC,也有一些國產ADC芯片原廠,例如時代民芯、云芯等。

其次,數字中頻的運算能力也是示波器的關鍵因素之一。隨著采樣率的提高,實時性要求也隨之提高。為了縮短死區(qū)時間,需要提高處理器的處理速度,如CPU、GPU、FPGA、DSP等。國內在這方面的研發(fā)起步較晚,需要加強處理器和算法的研發(fā)。FPGA芯片有英特爾/阿爾特拉、AMD/賽靈思、微芯/美高森美/ACTEL、萊迪思等,國產FPGA芯片原廠有安路、紫光同創(chuàng)等。

最后,軟件也是示波器的重要組成部分。示波器廠商需要根據應用需求開發(fā)相應的軟件,如USB等串行總線分析等。與國外廠商相比,國內示波器廠商在軟件覆蓋率方面仍有較大差距。因此,示波器廠商需要加強軟件方面的研發(fā),以滿足客戶的需求。


示波器是精密測試測量設備之一,有著嚴格的認證標準和要求。拍明芯城是快速撮合的元器件交易平臺,過去數年已積累了極具優(yōu)勢的元器件貨源。我們聚焦服務元器件長尾客戶群,讓每一家芯片原廠或分銷商的每一款芯片,在Design In、Design Win和流通中更高效,幫助工程師的方案選型、試樣及采購,為電子產業(yè)供需略盡綿薄之力。
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責任編輯:David

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