普源精电：自主创新，有的放矢

正如我们正在经历的，几乎所有的电子产品都在向数字化方向发生着剧烈的变革。数字化浪潮正在席卷全球，手机由模拟转向数字，数字电视正在美国逐步普及，cd唱片早已取代模拟磁带，一个数字化世界(a digitized world)正在甚至已经形成。测量仪器领域也不例外。一个典型的例子是，当前的技术人员已经很少有人使用指针式万用表了，取而代之的是简单易用，能够快速读取数值的数字万用表。而示波器市场，作为测试仪器领域里数量大，资金和技术密集的桥头阵地，偏偏处于一种不尴不尬的境地。

一方面市场对于数字示波器需求殷切，随着嵌入式设计门槛降低，8位、16位设计广泛应用，以前在高端电子产品上采用的设计手段越来越多的应用在低端产品设计中，fpga和dsp应用也进入普及阶段，广泛用于薄利型消费类电子产品中。这要求在设计成本上，可支付性越来越高。但是大多数用户却迫于价格压力，不得不选用日益显得与这个数字时代格格不入的模拟示波器。

另一方面国外厂商死死守住高价路线不放。目前的示波器市场，是十几万乃至数十万元的高端数字产品与几百元的模拟低价货并存的局面。根据调查数据分析，全球基础数字测量仪器的市场容量超过100亿美元，主流公司已完成模拟到数字的转移，已不再提供模拟仪器的产品。由此可见，国外测试仪器的发展趋势是数字化、智能化、计算机化和集成化。亚洲多数教育科研机构还在大量采购庞大笨重，无法保存波形，且易于损坏的早已淘汰的20mhz模拟示波器。在主流市场限制着数字示波器普及的瓶颈，就是居高不下的价格。

随着设计技术的进步，现在的工程师一个人就可以完成非产复杂的电路设计，在设计过程中通常会用到很多测试测量仪器，这时，仪器所占用的空间就成了问题。近日，普源精电继2002年推出国内第一台产业化数字示波器ds3000系列，2004年推出国内第一台达到1gs/s实时采样率的ds5000系列之后，在技术和规模上已经成为中国品牌数字示波器第一供应商。在吸取了ds5000和dso3000系列产品的经验教训后，rigol踏上了打破数字示波器普及瓶颈的的破冰之旅。2006年即将推出全球最具性能价格优势的紧凑型数字示波器――ds1000系列。这意味着原来只能购买模拟示波器的用户，现在以相仿的预算，可以购得远比模拟产品先进易用的数字示波器。

ds1000示波器的体积仅为 303×154×133mm，重2.28kg，并且还可以用支撑臂悬挂起来，大大节约了空间。体积减小带来便携性和易用性的极大提高。

同时，ds1000集成了更多的先进功能。25～100mhz带宽，400msa/s实时采样率，和高达25gsa/s等效采样率。mso(mixed signal oscilloscope)功能在进口中高端产品上配备，非常适合数字/模拟混合系统的测量，本款产品是全球第一款小体积桌面型mso，它带有16通道的逻辑分析仪(logic analyzer)，提供了丰富的参数测量功能，可测量信号完整性、抖动和信号特征，通过码型触发同时可测量16个信号宽度的数字码型，在做fpga等嵌入式设计时观察时序关系和逻辑关系时，将提供强大的辅助功能。

目前业内最大存储深度是128m点，对于低端产品，一般都在3k点以内，虽然有的产品标称125k点，但实际测量中，采样点并不稳定，当波形被展开时，会变得很粗糙，甚至出现折线。为了解决这个问题，此款产品选用了容量更大的高速存储芯片(sram)，存储深度达到1m个采样点。这在低价位示波器也是从未有过的指标，如今在入门级示波器也可以享受到。同时在软件算法上更胜一筹，避免了在深存储时带来波形刷新速度慢的弊病，保持了波形显示的实时性，使得工程师能更准确的观察电路信号情况。放大技术(ultrazoom)充分发挥了深存储带来的信号采集和分析的便利，为设计人员提供了对信号进行直观判断和深入分析的手段。

在设计中，这款仪器也保留了模拟示波器的一些特性，对习惯使用模拟示波器的用户，增加了一个亮度控制/多功能复用旋钮，通过调节显示辉度(intensity)，可以得到类似模拟示波器的显示效果，用惯了模拟示波器的用户一定倍感亲切。这个算法根据波形出现的概率决定波形的辉度，可以从杂乱的波形中得到独特的有用信息。为了配合lcd显示效果，采用了5.7英寸的tft液晶显示屏，显示效果明亮清晰，色彩饱和醒目。

很多数字示波器都有噪声抑制触发功能，但只能选择开或者关，使用上受到限制。ds1000的新特性允许用户在0.1格～1格之间任意设置触发灵敏度，使得不同场合下的各种幅度的噪声干扰得到有效抑制，极大提高从嘈杂的电磁环境中提取有效信号的能力。在这里触发电平不再是一条分割线，而变成了一条分割带，当这个带越宽，被触发的信号越多，波形也就不容易稳定。

ds1000还集成了一些从未在普及型示波器中出现过的高级触发功能，例如，斜率触发(slope trigger)，可以让示波器捕捉到那些速率比正常波形快(或者慢)的异常波形;交替触发，可以使两个非同步信号，应用此功能也可以使之同时稳定触发;视频(video/tv)触发支持pal/secam/ntsc全球主要制式，可以在任意指定行、场上触发;即使是最基本的边沿(edge)触发，也加入了新特性，不仅可以在上升沿、下降沿触发，更可在升/降沿同时触发，便于观察高速信号的眼图(eye diagram)等高级应用。

usb接口进入测量仪器是从1998年开始，随后许多著名仪器公司都接纳了usb接口。最简单的做法是增加usb作为外设接口，因为台式测量仪器大部分装有嵌入式微处理器，并且一部分台式测量仪器采用内置奔腾处理器的windows平台，所以安装usb接口是顺理成章的事情。2000年,数字示波器上安装usb接口，但都出现在高端产品中，面对这种简单方便和低成本的互连技术，ds1000首先在前面板加入了usb存储/打印支持(usb host)，同时保留后面板的usb device 接口，是usb主/从双插槽设计，既可以方便的连接pc，又能在无pc介入的情况下通过时下人手一个的u盘(usb thumb drive)在示波器之间共享信息，仪器本身的升级也同样简单，一个拷贝有升级程序的u盘，连接至usb host，自动进行升级。同时波形的打印也变得异常简单，无需计算机，直接连接usb接口的打印机即可得到彩色或者单色的完美图片。

在整体性能上，ds1000虽然没有太多突破性变革性的东西，但是它的整合却是具有前瞻性的，该款产品的研发成功，说明了国产示波器不再是低价低质的延续，以超出人们期待的合理价格，提供与中档及高档国外产品相当的功能，并且具有自主创新之处，是使国内电子制造业的发展趋势。