内置实时频谱分析仪和故障猎人 这款“8合1”示波器还有哪些看点？

作为电子测量行业最基础的仪器设备，多年来示波器一直在向更高带宽、更高采样率和ADC位数方向发展。如今越来越多的电路已经引入了高速总线设计，主流示波器带宽需求呈现持续上升的趋势，超过了2GHz，甚至需要6GHz。Wi-Fi 6 、物联网、工业物联网所使用的频段也已跨入2GHz-6GHz频段。同时，随着越来越多的产品设计集成了无线、射频、数字甚至光信号，这些信号之间相互干扰，传统的最高只有2GHz带宽的8通道示波器已无法满足日益增长的行业需求。

Frost & Sullivan 集团工业部美洲地区副总裁Kiran Unni 表示：“当今的工程师要面对现实中的新困境，他们需要一款价位适中、准确、可重复测量的多通道测量仪器，提供可从时域分析向其它领域延伸的工作环境。”

基于大量市场调研，是德科技（Keysight）针对不曾被解决的市场痛点，推出了全新Infiniium MXR系列中端示波器，运用独家的专业知识衔接不同领域的技术，让工程师可以在一台仪器中进行他们所需的测量，快速、高质量地完成产品的调试和验证，加速推向市场。新产品集成了多种仪器（8合1）的测量功能，并借鉴了Infiniium UXR系列高端示波器的技术，创新地解决主流设计中的测试效率问题。同时，MXR系列还实现了业界首次在示波器中内置实时频谱分析仪和引入“故障猎人”功能，帮助客户“看更多、做更多、节省更多”。

三大创新：解决客户痛点需求

是德科技（中国）有限公司大中华区汽车与新能源测试方案市场经理 杜吉伟

“Infiniium经济型的示波器有很多特点，比如它集成了很多其他仪器的功能。同时UXR系列是最高端的示波器，是业界的封顶之作，它的性能指标是最好的。很多客户提到需要一款中高端的示波器，最好能结合InfiniiVison经济型和UXR系列的长处，既能够集成多种仪器的功能，又能够借鉴最高端示波器的一些高新技术。”是德科技（中国）有限公司大中华区汽车与新能源测试方案市场经理杜吉伟表示，“基于客户这样的反馈，我们推出了MXR系列示波器。它的确是像大家需求的一样，我们把最高端的UXR系列示波器的一些性能用在中高端示波器上，比如内部的大数据处理ASIC，就来自110GHz 带宽的UXR系列示波器。同时借鉴了InfiniiVision X系列示波器里边集成万用表、数字波形发生器等多功能的技术。如此一来，新的MXR示波器既集合了InfiniiVision X系列的多合一和快响应的功能，又集UXR示波器的高性能于一身，来应对当今产品电路设计的挑战。”Keysight希望通过MXR示波器帮助客户应对痛点，让客户“看得更多、做得更多、节省得更多”。

杜吉伟对此做了详细的解说：

· 看更多：8个通道可同时支持实时频谱分析

实时示波器的好处是能够在时域的角度形象地观察波形，但缺点是说它不能象实时频谱分析仪一样从频域的角度实时分析被测对象。而现在的电路板里面，无线信号、射频信号逐渐出现，比如有Wi-Fi、Bluetooth，这些常常是一起存在于嵌入式电路中，所以我们需要内置一个实时频谱分析仪，从频域角度来分析信号，捕获那些稍纵即逝的信号，并对I/Q信号进行解调和分析。MXR示波器是8个通道全开，每个通道都同时支持实时频谱分析仪。实时频谱分析仪和扫频仪不同，扫频仪在扫描时可能会漏失频域信号，实时频谱分析仪从频域的角度能尽量做到不漏信号，它有一个说法叫100%的POI，即100%的概率截获频域的信号。这也是业界首次在实时示波器里面内置了实时频谱仪的功能，能够同时从频域和时域的角度对被测信号进行实时分析。

在不牺牲测量精度的情况下，MXR系列示波器的响应速度非常快。比如测眼图，一秒钟能够画75万个UI（Unit Interval），就是一个逻辑0（低电平）或一个逻辑1（高电平），一秒钟画75万个。如果做实时频谱的话，速度非常快，一秒钟能够做40万个FFT。ADC有效位精度上可以达到9比特，在高分辨率下可以达到16比特。本底噪声也有改进到43µV。时间基准目前是业内最高的，达到8ppb（即百万分之0.008）。这个指标其实已经超过了UXR系列示波器，在UXR系列的基础上又改进了。

另外在通道全开（8个通道全部打开）的情况下，MXR的性能是不妥协的，满带宽（8个模拟通道同时达6GHz），以及满采样率（8个模拟通道同时达16 GSa/s），存储深度标配是8个模拟通道同时200 Mpts。波形显示方面采用了1920x1080高清显示，屏幕尺寸为15.6英寸是目前示波器里面最大的。

· 做更多：“8合1”，数十种软件可搭配

Infiniium MXR系列“8合1”示波器（微波射频网配图）

“8合1”指的是传统的示波器、逻辑分析仪通道、实时频谱分析仪、数字电压表、频率计、协议分析仪，任意波形发生器和频谱分析仪（这里的频谱分析仪不是传统意义上的扫频仪，而一个频响分析仪，又叫波特图分析仪，在测电源的时候用于测频率响应），一共是八种不同的仪器功能集成到MXR示波器里边，其中示波器、数字电压表和频率计这三个是标配，其他五个是选配。

MXR示波器内部采用先进的ASIC硬件处理大数据。搭配Keysight全方位的软件解决方案，可进一步提供电源完整性、信号完整性、高速总线和接口的一致性测试和验证。

· 节省更多：节约时间和经费 保护已有投资

Keysight正转型成一个以软件为中心的方案公司，同时也提供服务。公司的出发点是如何通过结合硬件，在硬件的基础上用软件来解决用户的痛点。这其中的一个痛点是用户本身不是示波器的专家，他主要是想用示波器尽快地发现并解决电路板里出现的问题，以及当问题发生的时候，查看相关的信号长什么样，了解电路板里面的不同信号之间是如何互动的。

因此Keysight在MXR示波器中引入了“故障猎人”的功能，这也是“故障猎人”的概念首次入驻示波器。用户只需按两个按钮（Autoscale和Auto Setup），就能够对被测信号进行自动机器学习，进而告知客户信号的哪些参数是可能有问题的，可以把有故障的信号直接自动存储到触发条件里面去，接着进行进一步调试。“故障猎人”能够帮助工程师在几分钟内快速解决以往需要几个小时甚至几天才能解决的问题，节省调试和测试时间。

杜吉伟进一步表示，“MXR另外一个节约时间之处体现在全球不同的研发部门之间的协同作业。甚至在为客户提供支持的时候也节约我们自己的时间。比如客户安装一个Infiniium离线分析软件，如果客户愿意把数据跟我们分享，我们就可以帮客户做一些分析和判断。当然有的客户出于保密的考虑不便于分享数据，那么他们可以自己公司内部之间，比如与北京、上海、纽约和加州等研发中心分享这个数据。这样的话，客户不需要每个人都用示波器，其中一人用示波器实际采集数据，其他人只是拿到他的原始数据和分析工具，每个人做不同的分析都是可以的。”

此外，MXR示波器中的带宽和通道数等都是可以升级的。比如客户买了一个500MHz带宽的MXR示波器，将来若想要升级到6GHz，直接软件现场升级即可。因为MXR在出厂的时候，已经校准到6GHz。即使客户买的是500MHz，该示波器也是校准到6GHz，客户不需要重新校准，只需用软件license打开而已。再比如有的客户起初买了四通道MXR示波器，将来若需要升级到八通道，也是可以的。MXR的这种升级方法，在不妥协性能的同时，为客户节约了经费，保护了已有投资。

三层研发架构：推动持续发展的不竭动力

是德科技（中国）有限公司大中华区市场总经理 郑纪峰

“在所有通用电子测量仪器中，示波器的市场比例最大，这也决定了示波器领域的市场竞争最为激烈。Keysight推出示波器已有很多年，尤其是在高端示波器领域一直占据着非常有利的市场竞争地位。那么，是什么秘技让Keysight保持领先的技术优势和市场地位？”是德科技（中国）有限公司大中华区市场总经理郑纪峰介绍说，“这得益于Keysight所拥有的一种非常独特的研发架构，推动公司创新的核心动力就来自于这三层研发架构。”

第一层，称之为是德科技中央实验室(Keysight Labs Central Teams)。Keysight Labs分布在世界各地，主要在美国，在北京也有一个非常重要的Keysight Lab。是德科技中央实验室专注于最前沿的技术研究，可能是超前5年到10年的技术，包括去创新Keysight的很多核心软件、半导体工艺与专有芯片。

第二层，称之为Centers of Excellence，即产品创新中心，专注于研发大量用于各个行业的产品，比如示波器、频谱仪、信号源和网络仪等等。这些产品对用户来讲既可以本身是一个单独的解决方案，也可以用它来组成未来针对行业里边的各种不同解决方案的一个组合或者一个模块。

第三层，称之为Solutions Groups，这其实是Keysight从安捷伦（Agilent）拆分出来以后的一个新的改变。Solutions Groups面向诸如5G、数据中心和汽车等领域的行业客户，根据不同行业客户的不同测试需求，提供包括软件、硬件和服务在内的交钥匙工程，加快客户的产品上市速度。

三大示波器家族：实现低-中-高端市场全覆盖

多年坚持不懈的投入和核心芯片实验室的研发底蕴，Keysight实现了从低端、中端到高端示波器市场的全方位覆盖。杜吉伟按级别将其分成三大示波器家族，并介绍了各个家族的特点。

第一个家族是InfiniiVision系列示波器--便携式经济型的低中端示波器，能够在满足现有预算的情况下交付更出色的价值、功能与灵活性。

第二个家族是Infiniium UXR系列实时示波器--进入“无人区”的最高端示波器，堪称示波器领域的“封顶之作”。UXR系列采用Keysight独有的新一代磷化铟半导体工艺，具有高达110GHz的实时带宽，高达256GSa/s的采样率，而且是在4个通道当中全部可以实现。主要应用于研发一代又一代的DDR、USB、PCIe以及PAM4、射频、5G、雷达、电子战、卫星通信和光通信等技术。针对5G毫米波的应用，UXR系列追加了毫米波选件以满足测试需求。

第三个家族就是Infiniium MXR系列实时示波器，即8合1中端示波器，带宽在500MHz至6GHz。杜吉伟指出，UXR系列示波器向下扩展到了13GHz，再往下做的话，成本就太高了，对于像电源轨序列等一些测试来讲，使用UXR系列有些大材小用，且价位偏高。而MXR系列示波器相当于填补了InfiniiVision低中端示波器和UXR高端示波器留下的市场空白。MXR所对应的用户研究的技术处于中间位置，从速率的角度、复杂度的角度来讲，也处于中间的位置，但可能是主流的测试需求，因为现在很多主流设计都在这个频段。