Kintex引领显示:基于Kintex的高性能示波器

作者:闲情逸致

示波器介绍:
示波器是一种显示电压信号动态波形的电子测量仪器,它能够将时变的电压信号,转换为时间域上甚至频域上的曲线。随着电气化革命的推进乃至到现如今的物联网时代,示波器的已经发展成诸多类别,模拟示波器、数字存储示波器DSO、数字荧光示波器DPO等等,并广泛应用于通用电子电路测试与调试、计算机及通信高速信号测试、航空航天、雷达测量等领域。

目前已有多家公司在追求示波器的更高性能与更通用越做越好,如泰克(Tektronix)、安捷伦(Agilent)、日立(Hitachi),菊水(Kikusui) 、固纬(Gwinstek)、国家仪器(National Instruments)等。现在,许多公司正在将传统台式示波器转化成模块化示波器,使用者从而可以优化系统成本、密度、测量分辨率或采样率等各项性能。

基于Kintex的PXIe-5164开发平台:
在前几周,国家仪器发布了一个双通道(单通道14位采样频率达到1 GS/s)、带宽为400MHz的数字示波器 PXIe-5164。该示波器能够处理高达100V的高压输入信号,可编程调节,最终输入信号电压偏移范围能达到了 ±250V 。此次PXIe-5164采用了 Xilinx 公司的Kintex-7 410 FPGA,从而实现了自定义触发、信号处理等多种功能 ,同时内存高达1.5GB。(图1:PXIe-5164开发平台)

采用基于FPGA中的有限脉冲响应(FIR)滤波器,可调整示波器中通带平坦度和线性相位响应等参数的响应范围。滤波器的各项参数由出厂校准决定, 也可以外部校准。该校准程序由一个频率非常平坦的功率计决定,以此来保证PXI-5164的校准具有可追踪的平坦率响应,所以出厂校准可达到330Mhz的频率仅有+/- 0.31dB的波动。

PXIe-5164示波器的内部采用Kintex-7 FPGA,并配合使用公司的图形化系统设计软件包LabVIEW来实现定制触发或定制输入信号处理等功能。而基于FPGA的产品具有包括低延迟待测器件检测控制(DUT)、降低CPU负载等一系列功能的优势。只有采用Kintex-7 FPGA才能超越基于软件的微处理器从而达到高速处理。此外,基于FPGA Kintex-7的硬件平台设计允许NI快速创建具有不同采样率和采样精度的PXIe DSO(数字示波器)系列产品。

图2:Kintex 7 410T FPGA 系统

图2:Kintex 7 410T FPGA 系统

为什么会选用Kintex-7:
该Kintex-7系列是Xilinx推出的面向包括3G和4G无线、平板显示器以及IP视频解决方案等应用的FPGA器件,目前已经被广大电子公司所采用。Kintex-7含有多达478k的逻辑单元、VCXO组件、AXI IP和AMS集成等模块,可提高系统性能,同时降低BOM成本,并且降低总功耗(比上一代40nm器件降低了超高50%的功耗),加速设计者的设计生产能力,为其提供了可扩展的优化建构,并且集成了IP、综合工具等多种套件。可以说为设计者提供了最为方便的套件,并且具有性能、功耗、成本多方面平衡的性价比优势。

图3:Kintex-7 套件

图3:Kintex-7 套件

总结:
Kintex-7系列以其高度集成并可扩展的优势正在受到设计人员的广泛关注,将其应用到自己的项目开发之中,逐渐发现它的高性能、高性价比、便捷性等多种优势。Xilinx Kintex-7将成为示波器领域广泛发展的极大助力,并且和众多示波器公司精诚合作,实现双赢。相信在未来的物联网时代,便捷化、高性价比的各项电子类仪器将给我们带来极致美好的生活体验。让我们尽情享受Xilinx等公司带来的智能化生活吧。

声明:本文为原创文章,转载需注明作者、出处及原文链接,否则,本网站将保留追究其法律责任的权利