引言

按照業內習慣，數字存儲示波器（Digital oscilloscope，以下簡稱“數字示波器”）的定義是將被測信號進行模數轉換、存儲、處理后，再進行顯示的一種存儲示波器，它一般會包括輸入通道、采集控制與數據存儲、顯示裝置、輸出接口、適配器等附件。

另一方面，從傳統數據采集系統（DAQ）朝著高帶寬、高采樣率方向發展而來的高速數字化儀（Digitizer，以下簡稱“數字化儀”）已經在越來越多的測量儀器公司產品線中頻繁亮相，其特點是同樣基于ADC技術且專注于高速和高精度信號的采集與捕獲，同時再配上專業的信號處理與高速數據傳輸能力，通過輔助軟件可以在電腦屏幕上顯示波形（如圖1所示），從而可以實現一些靈活而專業的特殊功能。

圖1. 坤馳科技針對示波器應用開發的軟件界面

由此可見，數字化儀通過適當的軟件可以實現與示波器相同的功能，即采集電信號波形并在屏幕上顯示出來，并且將信號的數據保存下來。事實上，數字化儀已經在不少場合完全替代了示波器的使用，尤其是在需要高采樣率、高分辨率和多通道的應用中，表1給出了二者的詳細對比。

表1. 高端數字示波器與數字化儀的特點對比

高功率超寬帶脈沖信號出現的場合或應用其實比較多見，包括軍事與國防、航空航天、科研、醫學設備、氣象等，下面表2總結了該信號的典型特征。

表2. 高功率超寬帶脈沖信號

由此可見，高功率超寬帶脈沖信號作為一種并不“罕見”的信號，其特性卻對采集設備或儀器設備提出了較為“苛刻”的要求。

某國內研究所為了實現對特定環境下高功率超寬帶脈沖信號的測量，將測試環境設定在封閉的腔體空間內，這樣對設備的要求就較為苛刻，再結合國產化的需求，對比了市面上常見的兩套方案，對比如下（參考表3）：

表3. 基于國產數字示波器與國產數字化儀的方案對比

通過上述表格對比可知，在基于國產化設備的前提下，不論是常規臺式還是無屏幕緊湊型的數字示波器方案都無法滿足一些特定情況下的信號采集任務，而基于數字化儀的方案則完美符合各項指標和極具挑戰性的特殊需求。

圖2所示的數字化儀選用的坤馳科技推出的QT2125，它具有2通道、10GSPS采樣率、2.5GHz模擬帶寬的，既可以起到高帶寬示波器的作用，同時也是一款超小型化、超高速、低功耗的數據采集存儲設備，采用了依照IEC 60169-20標準的SSMC接口，可安裝于待測設備的內部，能夠通過USB/光纖/Wi-Fi連接計算機，如圖3所示為產品的實物圖。在嚴苛的環境現場，能夠通過上位機控制，完成對真實強電磁脈沖信號的采集與存儲，并能夠將存儲信息讀取并分析。

圖3. 坤馳科技QT2125數字化儀采用了微小型螺紋連接式的SSMC接口

然后將測試環境改為更為嚴苛的封閉腔體空間之后，改用基于QT2125數字化儀的方案進行相同信號產生條件下的信號采集，并將采集后的數據進行讀取，可以看到時域下信號波形的恢復情況如圖5所示。

圖5. 采用基于QT2125數字化儀采集信號后的讀取

為了進一步觀察該脈沖信號頻譜的帶寬特性，可以通過FFT算法將原始的時域數據計算得出頻域結果，如圖6所示。

圖6. 用FFT計算得到脈沖信號的頻域波形

結論

現代數字化儀與數字示波器一樣都基于高速ADC技術，可以在很多情況下，起到高帶寬數字示波器的作用。坤馳科技的國產QT2125數字化儀具備以下特性，所以能成為高功率超寬帶脈沖信號瞬態采集的理想選擇。

1. 性能卓越：2通道/10GSPS采樣率/2.5GHz帶寬/12bit垂直分辨率，等同于一臺高帶寬高分辨率的數字示波器。

2. 靈活使用：既可通過軟件編程突破示波器的某些功能限制，還可通過外接設備擴展功能。

3. 高效傳輸：USB3.0+光纖方案突破距離限制，還可避免電磁干擾，保障數據實時性。

4. 系統集成：支持多通道同步采集，也能夠憑借其小巧、輕便、低功耗、大存儲容量等特性，替代示波器成為復雜測試方案下系統集成的首選。

5. 成本優勢：硬件采用模塊化設計，單位通道成本顯著低于傳統數字示波器。