最近，普源精電推出了一款13GHz帶寬的示波器DS81304,。有些小伙伴會好奇，為什么普源示波器的帶寬會從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)計為13GHz帶寬，以及DS81304相比5GHz帶寬的DS70504又能有什么特點。

為什么是13GHz帶寬？

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

表一 常見通訊協(xié)議示波器測量帶寬需求

從表一可以看出，不少的通訊協(xié)議進(jìn)行測試所需要的帶寬在12GHz或者12.5GHz。如果示波器選擇在10GHz會導(dǎo)致無法對這些協(xié)議信號進(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 也不會使得其覆蓋范圍變得更大。

DS81304特點

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

基礎(chǔ)測量方面我們可以與DS70504進(jìn)行對比：

表2 DS81304與DS70504對比

從表2可以看常，DS81304在帶寬、采樣率、上升/下降時間上有著顯著提升。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的行業(yè)，所以DS81304可以應(yīng)用于射頻\無線通信，激光設(shè)備，高速電子設(shè)備等領(lǐng)域。搭配實時眼圖、抖動分析、自動測量等測試功能，可以完成對高速信號的質(zhì)量分析。

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

表3 DS81304的一致性測試項目

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USB3.0以外，還會加入如PCIe、MIPI、HDMI等信號的一致性分析功能。示波器內(nèi)置的一致性測試不僅能夠?qū)С鰷y試報告，還能極大程度節(jié)省工程師測量的時間。

高速示波器的具體應(yīng)用場景

高速數(shù)字電路測試
1.1 PCIe、USB和SATA接口
現(xiàn)代計算機系統(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捕捉信號的細(xì)節(jié)。
眼圖分析：通過眼圖分析評估信號質(zhì)量和抖動。
協(xié)議解碼：對傳輸?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)存訪問時的信號特征。
時序驗證：確保讀寫操作的時序符合規(guī)范。
噪聲分析：檢查信號中的噪聲和串?dāng)_，優(yōu)化PCB設(shè)計。

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。
誤碼率測試：通過分析接收信號，檢查誤碼率（BER），確保通信鏈路的可靠性。
調(diào)制格式分析：對于更先進(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無線通信
5G技術(shù)的高頻段（毫米波）需要高帶寬示波器來進(jìn)行信號測量和分析。
EVM（誤差向量幅度）測量：評估發(fā)射機的調(diào)制質(zhì)量。
時域和頻域分析：同時觀察信號的時域和頻域特性。

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。
脈沖分析：檢測和分析雷達(dá)脈沖信號的特性，如脈寬、上升時間和下降時間。
頻譜分析：監(jiān)測和分析雷達(dá)信號的頻譜，以確定其頻譜純度和帶寬。
3.2 無線電設(shè)備
包括航空電子設(shè)備、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等，需要對相控陣天線和射頻前端進(jìn)行測試。
相位噪聲測量：評估振蕩器的相位噪聲性能。
互調(diào)失真：檢查多信號混合下的互調(diào)失真，優(yōu)化射頻前端設(shè)計。

半導(dǎo)體測試
4.1 晶圓級測試
在半導(dǎo)體制造過程中，需要對晶圓上的高速接口和邏輯電路進(jìn)行測試。
TDR（時域反射計）測量：用于檢查封裝和連接器的阻抗匹配問題。
Jitter分析：評估晶振和時鐘電路的抖動，確保高頻信號的穩(wěn)定性。
4.2 封裝級測試
封裝后的芯片需要進(jìn)行功能和性能測試，高帶寬示波器能夠捕捉封裝內(nèi)部的高頻信號。
信號完整性分析：確保封裝內(nèi)外的信號沒有失真。
功耗分析：測量高速接口在不同工作狀態(tài)下的功耗。

科研和教育

5.1 高能物理實驗

在高能物理研究中，粒子的運動和碰撞產(chǎn)生的信號頻率非常高，需要高帶寬的示波器進(jìn)行測量。

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。

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

5.2 教學(xué)實驗

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

實驗課程：開展高速信號處理和微波技術(shù)的實驗課程。

研究項目：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。