最近，普源精電推出了一款13GHz帶寬的示波器DS81304,。有些小伙伴會(huì)好奇，為什么普源示波器的帶寬會(huì)從5GHz跳到13GHz，為什么不是到10GHz或者15GHz呢？13GHz的示波器又能干些什么呢？下面講為大家介紹，為什么DS81304設(shè)計(jì)為13GHz帶寬，以及DS81304相比5GHz帶寬的DS70504又能有什么特點(diǎn)。

為什么是13GHz帶寬？

想要解釋這個(gè)問(wèn)題，我們可以先看一下下方的表格，目前常用的通訊協(xié)議速率及測(cè)試所需帶寬。

表一 常見(jiàn)通訊協(xié)議示波器測(cè)量帶寬需求

從表一可以看出，不少的通訊協(xié)議進(jìn)行測(cè)試所需要的帶寬在12GHz或者12.5GHz。如果示波器選擇在10GHz會(huì)導(dǎo)致無(wú)法對(duì)這些協(xié)議信號(hào)進(jìn)行覆蓋。而往上一層的協(xié)議如GDDR5，HDMI2.1 FRL，MIPI3.0等速率需求往往達(dá)到20GHz，所以選擇15GHz 也不會(huì)使得其覆蓋范圍變得更大。

DS81304特點(diǎn)

DS81304的使用場(chǎng)景可以分為基礎(chǔ)測(cè)量與協(xié)議分析兩種。

基礎(chǔ)測(cè)量方面我們可以與DS70504進(jìn)行對(duì)比：

表2 DS81304與DS70504對(duì)比

從表2可以看常，DS81304在帶寬、采樣率、上升/下降時(shí)間上有著顯著提升。因此，高頻率范圍的高帶寬示波器主要應(yīng)用在需要處理和分析高頻信號(hào)的行業(yè)，所以DS81304可以應(yīng)用于射頻\無(wú)線通信，激光設(shè)備，高速電子設(shè)備等領(lǐng)域。搭配實(shí)時(shí)眼圖、抖動(dòng)分析、自動(dòng)測(cè)量等測(cè)試功能，可以完成對(duì)高速信號(hào)的質(zhì)量分析。

除了常規(guī)的基礎(chǔ)測(cè)量，DS81304還可以基于采集到的通訊信號(hào)進(jìn)行一致性分析，判斷通信質(zhì)量以及是否符合協(xié)會(huì)要求標(biāo)準(zhǔn)。

表3 DS81304的一致性測(cè)試項(xiàng)目

DS81304除了在DS70504的USB2.0與百兆/千兆以太網(wǎng)基礎(chǔ)上進(jìn)一步加入U(xiǎn)SB3.0以外，還會(huì)加入如PCIe、MIPI、HDMI等信號(hào)的一致性分析功能。示波器內(nèi)置的一致性測(cè)試不僅能夠?qū)С鰷y(cè)試報(bào)告，還能極大程度節(jié)省工程師測(cè)量的時(shí)間。

高速示波器的具體應(yīng)用場(chǎng)景

高速數(shù)字電路測(cè)試
1.1 PCIe、USB和SATA接口
現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)廣泛使用PCIe、USB 3.0/3.1和SATA等高速接口，這些接口的數(shù)據(jù)傳輸速率非常高，需要高帶寬的示波器來(lái)捕捉信號(hào)的細(xì)節(jié)。
眼圖分析：通過(guò)眼圖分析評(píng)估信號(hào)質(zhì)量和抖動(dòng)。
協(xié)議解碼：對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行解碼和分析，檢查數(shù)據(jù)完整性和正確性。
1.2 DDR內(nèi)存
DDR4和即將推出的DDR5內(nèi)存的時(shí)鐘頻率也非常高，高帶寬示波器能夠準(zhǔn)確地捕捉內(nèi)存訪問(wèn)時(shí)的信號(hào)特征。
時(shí)序驗(yàn)證：確保讀寫(xiě)操作的時(shí)序符合規(guī)范。
噪聲分析：檢查信號(hào)中的噪聲和串?dāng)_，優(yōu)化PCB設(shè)計(jì)。

通信領(lǐng)域
2.1 光纖通信
在光纖通信中，傳輸速率可以達(dá)到數(shù)十Gbps，13GHz帶寬的示波器能有效捕捉和分析這些超高速信號(hào)。
誤碼率測(cè)試：通過(guò)分析接收信號(hào)，檢查誤碼率（BER），確保通信鏈路的可靠性。
調(diào)制格式分析：對(duì)于更先進(jìn)的調(diào)制方案，如QAM，示波器可以提供調(diào)制域分析。
2.2 5G無(wú)線通信
5G技術(shù)的高頻段（毫米波）需要高帶寬示波器來(lái)進(jìn)行信號(hào)測(cè)量和分析。
EVM（誤差向量幅度）測(cè)量：評(píng)估發(fā)射機(jī)的調(diào)制質(zhì)量。
時(shí)域和頻域分析：同時(shí)觀察信號(hào)的時(shí)域和頻域特性。

微波和射頻（RF）應(yīng)用
3.1 雷達(dá)系統(tǒng)
雷達(dá)系統(tǒng)常常工作在微波和毫米波頻段，13GHz帶寬的示波器能夠捕捉這些高頻信號(hào)。
脈沖分析：檢測(cè)和分析雷達(dá)脈沖信號(hào)的特性，如脈寬、上升時(shí)間和下降時(shí)間。
頻譜分析：監(jiān)測(cè)和分析雷達(dá)信號(hào)的頻譜，以確定其頻譜純度和帶寬。
3.2 無(wú)線電設(shè)備
包括航空電子設(shè)備、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等，需要對(duì)相控陣天線和射頻前端進(jìn)行測(cè)試。
相位噪聲測(cè)量：評(píng)估振蕩器的相位噪聲性能。
互調(diào)失真：檢查多信號(hào)混合下的互調(diào)失真，優(yōu)化射頻前端設(shè)計(jì)。

半導(dǎo)體測(cè)試
4.1 晶圓級(jí)測(cè)試
在半導(dǎo)體制造過(guò)程中，需要對(duì)晶圓上的高速接口和邏輯電路進(jìn)行測(cè)試。
TDR（時(shí)域反射計(jì)）測(cè)量：用于檢查封裝和連接器的阻抗匹配問(wèn)題。
Jitter分析：評(píng)估晶振和時(shí)鐘電路的抖動(dòng)，確保高頻信號(hào)的穩(wěn)定性。
4.2 封裝級(jí)測(cè)試
封裝后的芯片需要進(jìn)行功能和性能測(cè)試，高帶寬示波器能夠捕捉封裝內(nèi)部的高頻信號(hào)。
信號(hào)完整性分析：確保封裝內(nèi)外的信號(hào)沒(méi)有失真。
功耗分析：測(cè)量高速接口在不同工作狀態(tài)下的功耗。

科研和教育

5.1 高能物理實(shí)驗(yàn)

在高能物理研究中，粒子的運(yùn)動(dòng)和碰撞產(chǎn)生的信號(hào)頻率非常高，需要高帶寬的示波器進(jìn)行測(cè)量。

瞬態(tài)事件捕捉：記錄和分析短暫的高頻現(xiàn)象，如粒子碰撞產(chǎn)生的信號(hào)。

同步測(cè)量：與其他測(cè)量設(shè)備同步，進(jìn)行多通道數(shù)據(jù)采集。

5.2 教學(xué)實(shí)驗(yàn)

高帶寬示波器也可以用于大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生了解和掌握高頻電子和通信理論。

實(shí)驗(yàn)課程：開(kāi)展高速信號(hào)處理和微波技術(shù)的實(shí)驗(yàn)課程。

研究項(xiàng)目：支持學(xué)生和研究人員進(jìn)行創(chuàng)新性的高頻電路和系統(tǒng)研究。