——是德科技MSO-X 6004A 测评报告

示波器作为电子工程师和电子爱好者最直观的电路工作状态检测仪器，随着电子技术的高速发展，数字存储示波器已经完全替代传统模拟示波器了，而且随着数字示波器的技术门槛越来越低，数字存储示波器加入了很多数据分析功能，仅具备传统模拟数据查看功能的早期示波器已经显得力不从心了。如果当年有铲车，就不会有“愚公移山“了。笔者最近试用了是德科技的中高端示波器——MSO-X 6004A，真实体会了一下数字存储示波器给电子工程师和爱好者带来便捷、高效、精准的测量分析感受。
性价比：
MSO-X 6004A曾得奖“最受欢迎测试工具”，其集示波器、逻辑分析仪、协议分析仪、数字电压表、10位计数器、双通道波形发生器功能（如图1）六种仪器于一身，但其6G带宽只需要3.4万美金起，只有同类产品的1/2，甚至1/3的价格，打破了示波器的价格魔咒，不再是1GHz带宽对应1万美金了。

 

图1

外观：
刚拿到MSO-X 6004A时，没有想象中的那样笨重，没有那么多花花绿绿繁琐的按键，反倒是有着超便携的机身，井然有序分区排列的旋钮和按键，宽大直观的触摸屏。（如图2） 第一眼看到的当然是这12.1英寸的多点触摸屏了，屏幕的正上方铭牌上标注着示波器的型号：MSO-X 6004A,采样率20GSa/s,波形捕获率450K wfms/s。右侧的功能按键和旋钮分区有序的排列着，配合多点触控的大屏，操控非常便捷，是德科技示波器人性化设计的NO.1。再一次得到了验证。

 

图2 MSO-X 6004A 正面图

在示波器的右上方还有语音控制功能。多功能菜单和函数运算菜单在面板上采用加深的灰底区域整齐的纵行排列，而且按键全部带灯光指示。中间是数字存储示波器都具备的水平控件、垂直控件、触发控件、波形键、文件工具键、测量控制键、运行控制和设置键。面板上所有的旋钮都是带按键功能的，波形控制和功能切换变得更快捷。下面各通道垂直控件之间还有标签快捷键、触摸开关和帮助按键。示波器的下方整齐的排列着：示波器电源开关按键、双通道的波形发生器输出同轴端子、外部触发同轴端子、双USB接口、演示使用的信号端子，最右边整齐
的排列着4个具备是德科技Auto-Probe接口的模拟探头输入通道接口。
背面左上角是16个数字通道输入端口，右上角有10MHz的基准信号输出端、TRIG输出端、上行联机用的LAN和USB端口和1个下行的USB端口，VGA视频输出断开，还有一个深埋的校准保护的开关。在示波器顶部有一个工具放置盒，打开后里面可以放置各种附件，如：探头、电源线、同轴线……等，结合超便携的机身，移动测量时更加整洁了。（如图3）。就是这样集6类仪器功能于一身，比率先引入了多语音语音控制的示波器，器重量仅为6.8Kg，深度仅为15.4厘米，外形纤巧，功耗仅200瓦，是全球最环保的便携式示波器。

图3 MSO-X 6004A背面图

功能：
作为工程师的必备工具，我们更关心的是功能表现。示波器最重要的指标就是带宽了，它决定示波器能够采集的最大频率，是工程师选择示波器时首要考虑的技术指标。当被测信号的边沿陡峭或谐波成分越丰富、谐波能量较高时，要准确地测量，必须选用带宽较高的示波器。当然，也需要根据设计需求选择示波器了，因为示波器的价位会随着带宽的提升而提升。MSO-X 6004A具有12.1英寸多点触控触摸屏和语音控制功能，使用起来极其简单，可以大大缩短示波器测量设置的时间，集中精力完成设计和测试，对测量的波形可以和使用手机或平板电脑一样进行缩放。（如图4）

波形捕获率高达每秒45万个波形 ，在直观显示方面树立了示波器新标杆，有助于捕获偶发信号和查看更多的信号细节以增强设计信心。采用MSO-X 6004A需要10秒才能显示的偶发信号，如果采用捕获率只有1000wfm/S的示波器需要75分钟才能看到。大大缩短捕获异常波形或偶发波形的时间，快速查找故障，缩短产品的开发周期。（见图5）

图5 波形捕获率

创新的InfiniiScan画图触发特性，只需要在关注的信号周围绘制一个方框，便可使用示波器在信号上触发。硬件设计的InfiniiScan区域触发扫描速度大于160000每秒，只要你能看到的波形，你都可以触发到。（如图6）

图6 InfiniiScan画图触发

高达每秒45万个波形的捕获和创新的InfiniiScan画图触发特性，显示功能得到前所未有的增强，能够帮助工程师轻松查看信号细节并隔离关注的波形，为MSO-X 6004A成为故障分析与测量操控王者打下坚实的基础。
针对电源方面的测试，MSO-X 6004A具备完善的电源测试功能。能自动电源质量测量AC输入线的电压质量，快速显示功率因数、有功功率、视在功率、无功功率、频率、峰值因数及相位角（如图7）。

图7 电源质量测量

对电源AC电源线引人的谐波针对IEC 61000 3-2标准执行预先遵循线电压谐波测试，能最多显示40个谐波（如图8）。

图8 电流谐波测量

 

初次开启电源时电源的峰值浪涌电流的测量（如图9）。

图9 浪涌峰值电流测量

 

开关电源的功率器件的开关损耗和导通损耗测量（如图10），以及电压电流变化率di/dt和dv/dt的测量，从而有助于分析开关电源电气应力和可靠性（如图11）。测量开关电源控制脉冲的调制信号，并显示出脉冲宽度、占空比、周期……等测量趋势（如图12）。

 

 

 

图10 开关损耗测量

图11 电源转换速度测量

图12 调制信号脉冲测量

测量开关电源的输出纹波，确定输出直流电压中的线电压纹波或开关纹波分量的特征（如图13）。开关电源的开机时间（如图14）、关机及关机保持时间（如图15）以及输出负载变化时到达稳定所需的瞬态响应时间测量（如图16）。

图13 输出纹波测量

图14 开机时间测量

图15 关机时间测量

图16 瞬态响应时间测量

通过电源抑制比（PSRR）测量电路对输入电源中不同频率纹波的抑制情况，可采用DSOX6PWR选件使用示波器的内置WaveGen输出产生扫描频率进行测量（如图17）。

图17 电源抑制比测量

搭配是德科技的N2820A双路径、标称及高敏感度等特征的电流探头，可测量执行任务时电池供电的设备使用睡眠和活动状态组合来最小化电池漏电量，帮助工程师开发省电的方案（如图18）。

图18 电池漏电电量分析

完善的电源测量功能，帮助工程师 快捷高效的捕获各种电气应力导致的 隐患问题，设计更为节能高效、稳定 可靠的电源产品。
针对多种串行总线信号解码功能测量方面，MSO-X 6004A具备行业内最快速的基于硬件的解码，可提供快速的更新率以提高示波器捕捉罕见通信错误的概率。
使用DSOX6EMBD I2C/SPI选件触发I2C串行总线信号并对其进行解码。（I2C解码如图19）

图19

使用DSOX6EMBD选件触发SPI串行总线信号并对其进行解码。
使用DSOX6COMP选件触发RS232/UART串行总线信号并对其进行解码。
使用DSOX6USF选件针对低速和全速USB2.0信号进行触发和解码，或使用DSOX6U2H选件针对高速信号进行操作。
使用DSOX6AUDIO选件触发I2S串行总线信号并对其进行解码。
使用DSOX6AUTO选件触发CAN串行总线信号并对其进行解码。此外，可以使用DSOX6AUTO选件（再次使用基于硬件的解码）解码CAN FD消息并对其进行触发。DSOX6AUTO选件也可以用符号形式解码CAN消息，需要加载一个定义CAN消息和信号的.dbc文件，然后打开“串行”菜单中的“符号”。但对于CAN FN帧符号解码目前仅限于前八个字节。另外，还可以使用DSOX6AUTO选件触发LIN串行总线信号并对其进行解码。
使用DSOX6FLEX选件触发FLEXRAY串行总线信号并对其进行解码。
使用DSOX6SENSOR选件针对SENT串行总线信号并对其进行解码。
使用DSOX6AERO选件触发MIL-STD 1553和ARINC 429串行总线信号并对其进行解码。
使用业界唯一的时间交错列表程序显示（事件表），以及每个波形下面的时间相关解码轨迹，对两个串行总线同时进行解码。
根据已发布的CAN、FlexRay、MIL-STD 1553和ARINC 429标准执行串行眼图波罩测试，各种波罩测试文件均可免费下载，使用波罩测试选件DSOX6MASK，按Analyze（分析）前面板键可查看测试统计信息。（如图20）

图20 串行眼图测试

对低速、全速和高速USB2.0信号进行一系列自动信号质量通过/失败测试，包括眼图波罩测试，以HTML格式保存完整的测试报告。使用USB信号质量DSOX6USBSQ选件，USB信号质量测试还包含许多参数测量，包括根据USB-IF指导原则的通过/失败结果。使用滚动条查看完整报告。

MSO-X 6004A具备多种高级数学函数计算和测量，并直观的显示出来。包含：FFT、积分、绝对值、低通滤波器、测量趋势、逻辑总线图……等

 

如图21正在对时钟信号（通道1）执行FFT数学函数，FFT波形（紫色轨迹）显示时钟的基波、奇次谐波及偶次谐波。此外，可以在FFT上通过光标进行自动测量和手动测量。

图21 FFT

 

如图22针对包含DC偏移的数字脉冲流（通道1）进行积分（∫dt）转换（紫色轨迹）。

图22 积分

 

如图23展示逻辑总线（其二进制代码已转换为温度）的图形。

图23 逻辑总线图

所有6000X系列示波器均提供FFT和积分作为标准数学函数。 同时是德科技InfiniiVision X系列示波器是业界唯一使用硬件实现串行协议解码和触发的示波器。其他厂商的产品普遍采用软件后期处理来解码串行数据包/帧，因此波形解码速率较为缓慢，死区时间过长，可能导致示波器遗漏部分关键事件，协议出现错误的那一刻被漏掉。基于硬件的解码技术能够快速解码，增加捕获偶然串行通信误码的几率。另外，部分串行协议解码功能还配有标准事件计数器，这也是硬件实现的优势之一。
6000 X系列的8个选件支持10种不同的串行协议。方便大家根据设计的需要有选择的购买选件，让MSO-6004A的性价比最大化。
捕获串行总线通信后，可以根据特定条件轻松的执行搜索操作，并快速浏览符合搜索条件的串行数据字节/帧。6000 X系列使用硬件解码技术，能够同时解码2条串行总线，并以时间交叉的列表方式显示捕获数据。

MSO-6004A具备多种高级触发功能。包含：正矮小脉冲触发（图24）、上升时间触发（图25）、脉冲宽度触发、依次按边沿触发、第N边沿猝发触发、设置和保持触发（图26）……等。

 

 

图24 正矮小脉冲触发

图25 上升时间触发

图26 设置和保持触发

 

另外，MSO-X 6004A还集成了HDTV视频触发和分析选件，无论您是调试还是评测带HDTV的消费电子产品，HDTV测量应用软件（选件DSOX6VID）可以支持各种HDTV标准触发和分析，满足您的需求。结合6000 X系列每秒45万个波形的捕获率以及余辉显示特性，您甚至可以看到比模拟示波器看到的更多信号细节。

抖动测量已经成为常见的调试技术。然而，传统抖动分析方法往往是基于重复采样，以时钟信号作为触发，对使用嵌入式时钟的高速串行接口和总线不适用。6000 X系列的DSOX6JITTER选件支持对高速串行和并行总线的抖动分析，使用简单，因为它提供一个专用的按钮，按一下，就开始抖动分析。抖动分析软件集成到示波器内部，而不是一个运行在电脑上的单独软件包，使用起来更加方便。

抖动测量允许您对信号进行自动抖动分析并查看抖动测量的测量趋势频谱。如图27为时钟时间间隔误差（TIE）测量趋势的频谱。

图27 抖动频谱测量

 

MSO-X 6004A还具备很多高级功能。
6000X示波器内置3位电压表（选件DSOXDVMCTR），电压表与示波器共用探头。但是，电压表测量与示波器采集和触发系统相互独立，因此电压表测量与示波器波形捕获可以使用相同的连接。即使示波器通道关闭，电压表仍可显示测量结果，以确保您可随时快速判断信号。（如图28）

图28 DVM测量

 

6000X示波器内置10位计数器（选件DSOXDVMCTR），是业内的率先尝试，全面提升用户的计数和频率测量体验。传统示波器的频率计测量仅提供5位或6位的分辨率，适合快速测量，但无法满足严格要求的频率测量要求。6000 X系列集成了10为频率计，能够提供与独立的计数器相媲美的精度。10位计数器支持的频率范围高达3.2GHz，适用于许多高频应用。6000 X系列示波器有一个10MHz参考时钟输入，连上一高精密的信号源，即可提供精确的频率测量。（如图29）

图29 频率计数器

无论根据特定标准的合格/不合格生产测试，还是偶发信号异常测量，模板/极限测试（选件DSOX6MASK）都可以帮助工程师提高效率。6000 X系列具有强大的硬件模板测试功能，每秒可执行高达13万次测试。您可以选择多种测试条件，例如完成特定采集数量的测试、在指定时间内运行测试，或者持续运行测试直到 检测到故障。另外，还可以设置MSO-X 6004A在模板测试失败后发出蜂鸣报警。（如图30、31）

 

图30 脉冲形状波罩测试

图31 眼图波罩测试

 

直方图是所有6000 X系列示波器的标配功能，该功能可提供波形或测量的统计视图。

图32展示了带有抖动的时钟周期测量的直方图。还可提供波形数据的垂直和水平直方图。此外，还可通过使用光标来深入了解直方图本身。

图32 直方图

 

色级也是所有6000 X系列的标配功能。该功能可为波形提供一个三维定量视图。可将色级应用到模拟通道、数字函数或参考波形中（如图33）。

图33 色级

 

带时钟恢复功能的实时眼图分析是直观了解信号完整性的另一重要工具（选件DSOX6JITTER）。实时眼图提供眼带宽和眼高及抖动等信息，并且能够显示所有信号异常。对于采用嵌入式或外时钟的设计，显示接收端收到的信号形状，用实时眼图来观察是目前最通用的做法。抖动/实时眼图选项基于恢复时钟提供具有色级的眼睛模式分析，甚至可为不含单独时钟信号（嵌入式时钟设计）的信号提供分析。时钟恢复方法是抖动和嵌入式时钟设计眼睛模式分析的基本要素。6000 X系列提供了灵活的时钟恢复选项。此外，还可以将直方图分析应用到实时研究模式中，以便更深刻地了解信号分布，如眼睛阈值交叉处的抖动分布，可能会发现特殊的分布，这有助于加快调试速度。

图34中，讲每个时钟周期的数据位叠加，以便展示三维视图，这样便可以快速地找到信号完整性的异常点。

 

图34 实时眼图

目前许多设备都支持语音控制。例如，智能手机和车载导航系统可以响应用户的语音命令。示波器有何不可？6000 X系列示波器新增的语音控制功能可以响应您的语音命令，包括普通话。使用语音命令执行常见操作，例如“运行”、“停止”、“单次”和“自动定标”……等，体验“解放双手”的全新操控模式。语音控制功能应用了Nuance通信有限公司的语音识别引擎，支持20个命令和14种不同语言。

MSO-X 6004A示波器的测试测量和分析功能非常强大，但工程师不用担心使用上会有困难，大家可以使用最熟悉的语言操作6000 X系列示波器。示波器的图形用户界面、内置帮助系统、前面板和用户手册支持11种语言版本。操作时，长按某一按钮或长时间按住相关图标即可进入内置帮助系统。6000 X系列配置有内置扬声器，可以针对不同事件提供蜂鸣报警，例如单次触发、模板测试故障、校准设置等。同时6000 X系列示波器的“Help”键里列举了很多应用演示、自动演示、培训信号和调试示例。

图35 内置麦克风和扬声器

MSO-X 6004A的电容触摸屏兼容最新平板电脑技术。借助网络连接，不仅可以通过电脑网页浏览器（使用VNC）远程操作示波器，而且也可以通过平板电脑远程控制示波器。在电脑或平板电脑的浏览器上输入示波器的IP地址，电脑或平板上会出现一虚拟前面板，该虚拟前面板和6000 X系列的触摸屏用户界面完全相同，可以想实际操作示波器一样，使用平板电脑操作图标、滑动杆或者使用InfiniiScan区域触发方框以及多点触控，就像坐在示波器面前一样完成对示波器的操作。另外，6000 X系列示波器支持方便地添加注释。只需要打开注释菜单，使用软键盘进行编辑，并将其拖放至指定位置即可。快捷邮件服务可以立刻将波形数据发送到邮箱，无需连接电脑几颗发送屏幕截图、波形数据深圳USB信号质量测试报告。

MSO-X 6004A配有完整的AutoProbe接口，可使用是德科技多种创新探头和附件，充分发货示波器的价值，同时支持最多4个有源探头。MSO-X 6004A标标配4根700MHz带宽10MΩ输入无源探头。

 

总结：
是德科技的MSO-X 6004A示波器集6种仪器于一身，齐全的分析功能可应对高速发展的电子产品测试测量需要，提供了人性化的操控和实用、精准、快速、可靠的测量性能。是工程师完成研发测试和故障分析的理想测试测量工具。