刊頭

示波器可以用於觀察、量化及研究自然界的正弦波訊號。

頻寬、取樣率與記憶體等參數，將決定一部示波器的好壞。

而目前多合一的示波器，也提供工程師更多樣化的功能選項。

自然界的運行，皆是以正弦波的形式移動，可能是海浪、地震、音爆、爆炸等，透過空氣傳遞的聲音或物體運動的自然頻率方式呈現。透過不同類型的感應器，可以將這些能量轉換成為電器訊號，這就是示波器的原理。透過示波器，就可以觀察、量化及研究這些訊號。

參數決定示波器性能

決定示波器性能的參數種類也十分多樣，一般來說，工程師會依據包括頻寬、取樣率、記憶體深度等細節來評斷一部示波器性能的優劣。例如頻寬就決定了示波器量測訊號的基礎能力，當訊號頻率增加時，示波器精確顯示訊號的能力將會下降。一般來說，針對一個方波而言，示波器至少要具備三到五倍的訊號頻寬才夠。

而取樣率則是顯示數位示波器每秒鐘ADC能夠做多少次取樣的能力。示波器的取樣率越快，波形在螢幕上還原的能力就越強。理想狀態下，示波器的取樣率必須大於示波器頻寬的2.5倍。至於記憶體深度，則決定了示波器採集波形的能力。較先進的示波器，可以允許自由選擇記憶體長度，使得示波器的量測條件能夠達到最佳化。

此外，探棒也是影響示波器性能的關鍵要素之一。探棒是介於示波器以及待測電路之間的媒介，理想的探棒 必須容易連接且方便使用、擁有絕對的訊號精確度、完全沒有雜訊耦合進入，並且不能有負載效應。嚴格說起來，探棒就是待測電路的一部份，探棒的探針會因為負 載效應而改變待測電路的響應，因此整體的電路量測結果，應該要將探棒和示波器的響應考慮進去。

決定示波器性能的參數十分多樣，一般工程師會

依據包括頻寬、取樣率、記憶體深度等細節

來評斷一部示波器性能的優劣。

示波器與邏輯分析儀:

事實上，示波器與邏輯分析儀的應用十分類似，許多工程師在測試上，或許會選擇較為熟悉的示波器，然而示波器在某些應用上卻存在著限制，這時候就得改以邏輯分析儀來應對不同的狀況。

一般來說，若是需要查看信號的細微電壓變化、要求較高的時間間隔準確度，或需要較高的垂直或電壓解析度時，就應使用示波器。而如果是必須一次查看許多信號、或必須在幾個高低位準信號碼型上觸發及查看結果時，就需要使用邏輯分析儀。

邏輯分析儀是由示波器所衍生而出的儀器，資料的呈現方式也與示波器類似，水平軸為時間，垂直軸為電壓振幅。儘管邏輯分析儀不像示波器一樣能提供較高的電壓解析度或時間間隔準確度，但邏輯分析儀的強項在於能夠一次擷取並顯示數百個信號。因此當系統中的信號超出某臨界值時，邏輯分析儀便能分辨信號的高低位準，並在這些高低位準信號的碼型上進行觸發。

儘管邏輯分析儀的功能強大，不過這些功能並無不可取代性，近年來已經漸漸可以看到其他儀器在功能上覆蓋邏輯分析儀的功能，例如軟體定義儀器、模組化儀器等，甚至目前許多市面上的混合訊號示波器，也都已經將邏輯分析儀的功能整合進去。這樣的情況，也導致邏輯分析儀目前所處的位置越來越尷尬。

結語

所有儀器的開發，目的都是為了讓測試的過程更為快速與精確。目前市面上的示波器產品，從高階到入門，從強調高整合到強調高性能等不同機種一應俱全，也更能在需要的測試場合，協助工程師發揮示波器更為完備的功能。

解決方案

羅德史瓦茲RTE示波器

台灣羅德史瓦茲總經理蔡吉文：「我們集所有儀器的功能於一身！」

R&S RTE數位示波器為快速且可靠的解決方案，其高取樣率、擷取率及高訊號保真度的特性，特別適用於嵌入式系統開發、電力電子分析及一般除錯等日常量測任務，以全面的量測分析工具讓使用者快速獲得量測結果，高解析度的觸控螢幕使R&S RTE示波器更易於操作及使用。

蔡吉文說，R&S RTE數位示波器頻寬為200MHz至1GHz，以超過每秒一百萬次的波形擷取率幫助使用者快速找到錯誤的訊號，可準確且完整地紀錄長訊號序列。R&S RTE更是執行複雜量測任務的最佳選擇，如遮罩測試可快速地得到測試統計結果，近似頻譜分析儀的快速傅立葉轉換對於零星的訊號能更可靠的進行偵測，因此 R&S RTE 為產品開發時期EMI除錯的理想工具。R&S RTE更提供了多樣化的應用解決方案，包含串列協定量測的觸發及解碼選配、16個額外的數位通道和電源分析選配。

圖一 : 羅德史瓦茲RTE示波器 圖片來源：rohde-schwarz.com

解決方案

是德科技M8020A J-BERT高效能BERT

是德科技台灣區總經理張志銘：「這是一款擁有業界最高整合度的儀器！」

是德科技高效能J-BERT M8020A可對資料速率高達16Gb/s和32Gb/s的單通道和多通道元件執行快速、準確的接收器特性分析。M8020A擁有業內最高的整合度，可簡化測試設置。此外，它可自動對信號狀況進行現場校驗，確保準確且可重複的量測結果。透過交互鏈路培訓，它可作為待測物的鏈路夥伴。J-BERT M8020A能加快對的設計進行深入分析。

張志銘說，J-BERT M8020A高效能BERT，可快速準確地對資料傳輸速率高達16 Gb/s和32 Gb/s的單通道和多通道接收器，進行接收器特性分析。如此一來，協助工程師可加速洞察高速數位設計的細節：提供最高的整合性，讓接收器測試配置化繁為簡。它提供內建的抖動注入、8-tap解加強功能、干擾源、參考時脈倍頻、時脈回復以及等化等特性；可針對信號狀況進行自動化現場校驗，確保準確且可重複的量測結果；可減少設定迴圈測試模式的時間與精力，因為M8020A可當作待測裝置的鏈路夥伴，並支援PCIe裝置的互動式鏈路訓練。

圖二 : 是德科技M8020A J-BERT高效能BERT

＜圖片來源：keysight.com＞

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NI美商國家儀器VirtualBench多合一儀器

NI行銷經理郭皇志：「這是一部前所未有的桌上型測試設備！」

NI的VirtualBench是一款多合一儀器，整合了混合式訊號示波器、函式產生器、多功能數位電表、可程式化DC電源和數位 I/O。使用者可透過PC或iPad適用的軟體程式來操作。這款裝置以經濟實惠的價格提供最實用的功能，協助工程師探索桌上型儀器的各種可能。

郭皇志說，以前沒有足夠的空間或預算，無法購買完整工作台的工程師，現在可以在每個座位安裝一個筆記型電腦和VirtualBench，取代四到五個箱型儀器。由於VirtualBench搭載現代的消費型運算平台，所以工程師和科學家可以運用最新技術，例如多重觸控顯示器、多核心處理器、無線連線功能、直覺式介面等等。軟體帶來豐富功能和簡便特性，有助於提高電路除錯和檢驗效率。NI的強項就是軟體架構的測試與量測方案，VirtualBench的軟體使用體驗更為直覺簡便，再加上單一裝置整合五種儀器，提供了更出色的效率。

圖三 : 美商國家儀器VirtualBench多合一儀器 圖片來源：ni.com

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固緯電子GDS-2000A數位示波器

固緯電子：「我們有效提升汽車工程師的研發效率！」

目前許多儀器廠商都推出了示波器解決方案，而性能的差異，就決定於前述所提到的各種參數。目前固緯GDS-2000A系列數位示波器，提供了兩通道與四通 道, 頻寬範圍包括300MHz, 200MHz, 100MHz及70MHz等。各型號皆提供了2GSa/s交錯式即時取樣率及100GSa/s高速的等效取樣率。搭配8吋800*600 TFT LCD的螢幕顯示，垂直檔位1mV/div，與時間範圍1ns/div至100s/div，使GDS-2000A 能對複雜及微弱的信號波形進行精確的量測。

至於記憶深度的部分，GDS-2000A提供了2M的長記憶體，並且提供波形搜尋及分段記憶體的功能。記憶體分段功能可用來擷取及顯示欲觀測之波形，無關之信號則不被處理，記憶體最多分為2048組，如此可大幅增 加記憶體的使用效率。波形搜尋功能可搜尋符合觸發條件的波形並將之標示出來，再加上播放/暫停及移動Zoom視窗功能，可以快速瀏覽波形中的細節。所以，選用一台性能優越的示波器，能使工程師的開發時程以及除錯時間大大地縮短，有效提升研發的效率。

圖四 : 固緯電子GDS-2000A數位示波器 圖片來源：gwinstek.com

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太克科技MDO3000混合域示波器

太克科技大中華區產品技術總監陳湘俊：「這款儀器的問世，是令工程界印象深刻的壯舉！」

MDO3000混合域示波器提供六種整合式儀器，包括頻譜分析儀、函數產生器等等，讓您能以一部示波器即可擷取類比、數位和射頻訊號。還可隨設計驗證需求來新增儀器、分析功能和升級頻寬。

陳湘俊說，這款混合域示波器整合了頻譜分析儀，每個機型標配整合式頻譜分析儀，能夠分析射頻訊號達示波器的額定頻寬。重要的是其升級能力。許多工程師往往不知道接下來要處理什麼。MDO3000可升級類比頻寬、頻譜分析儀頻率範圍、任意函數產生器、數位通道(MSO)、串列觸發和分析套件等等，確保未來幾年仍可充分利用此儀器。

圖五 : 太克科技MDO3000混合域示波器 圖片來源：tw.tek.com