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1 先进的医疗电子产品测试方案 泰克 - 行业渠道开发经理王跃伟 [email protected]

2 大纲 医疗电子的内容 医疗电子产品测试 无线信号的测试及混合域相关分析 医用小信号的仿真和测量 混合信号及协议的测试和分析 高速信号的测试和分析 电源管理的测试 特殊器件特性分析 泰克的测量产品和方案 示波器产品系列 射频产品 其它产品系列

3 医疗电子产品 (Medical Electrical Equipment) 的定义 医疗电子 医疗器材系指可用于诊断 治疗 减轻 或直接预防人类疾病及促进健康, 或足以影响人体身体结构及机能有关之仪器 器械 用具及其附件 配件 ( 含软件 ) 零件 医疗电子主要是指应用电子技术的医疗产品, 但随着应用的技术越趋复杂与广泛, 医疗电子所涵盖的范畴也愈加扩大 医疗电子产品采用的技术 ( 跨领域技术 ) 电机 光电 电子 通讯 半导体 网络 医电产品除了特别重视安全性 有效性与可靠性之外, 对于具读值或需传输数据的产品, 也特别重视量测的准确性与数据传输的一致性 医电产品由于牵涉到的相关技术精细且复杂, 因此也相当重视产品之售后服务 3

4 医疗电子主要产品 诊断设备治疗设备影像设备消费类设备临床检验设备 中档黑白或彩色超声诊断仪 低场强开放式永磁 MRI 和高场强超导 MRI 睡眠护系统 数字式 X 射线系统 螺旋扫描 CT 准分子激光人眼像差矫正系统 立体定位超声聚焦治疗系统 体部旋转伽玛刀 中能直线加速器 模拟定位机 X 射线成像 超声成像 磁共振成像 红外成像 放射成像 光学成像 电子体温计 电动牙刷 低频治疗器 血压计 咽喉保健器 脂肪测量器 按摩器 足部按摩器 生化分析类 免疫类 血细胞类 分子生物类 血凝类 监护设备 麻醉手术监护仪 呼吸监护系统 中央监护仪 多参数监护仪 4

5 医疗电子产品发展的三大趋势 朝微小化发展微小化为医疗电子发展重要的趋势之一, 微小化的产品不仅能以更低侵入式 更精准而有效的方式, 达到诊断与治疗的目的 ; 惟对于植入体内的微型医疗电子产品, 封装及材料则是一个有待克服的重要课题, 未来运用在半导体芯片级封装技术将扮演相当重要的角色 朝消费化及居家化发展以往大部份医疗器材仅提供给医疗院所及专业人士所使用的情况, 随着全球高龄人口市场日增, 市场需求已逐渐改变, 为减少医疗支出, 除了养生保健观念日益盛行, 医护器材也逐渐转型走向提供居家使用, 针对一般民众使用方便的设计及人性化的操作接口, 让消费者在平时就可随时监测自己的健康状况, 也使得病后需要照护的人能够在居家进行, 而显得更为便利舒适 朝数字医疗发展在居家照护之发展潮流下, 未来之医疗电子产品都将朝向数字医疗发展, 以提供远距医疗的解决方案 结合生理监测产品 无线蓝芽通讯 个人计算机 网络平台等数字式家庭技术的总合, 建构出高龄居家照护技术, 使医生 护士与病患更紧密的连结, 使掌握疾病追踪管理的流程达到优化程度 5

6 全球医疗电子市场 6

7 医疗电子的典型系统

8 医疗电子的典型系统

9 医学仪器的基本构成 反馈控制 信号采集 信号预处理 信号处理 记录显示 刺激激励 信号校准 数据存储 数据传输 医学电子仪器结构框图

10 无线信号的测试

11 RF 测量 RF 测量功能 信道功率 邻道功率比 占用带宽 支持常用的 GSM/CDMA/WIFI 设置简单 11 May 9-11, 2011 Trinity Product Champion Training - Tektronix Confidential

12 MDO 在 RF 的应用 通过 FvsT 曲线, 测量跳变时间 12 00/00/2007 (Edit in View > Header and Footer) Presentation Title (Edit in View > Header and Footer)

13 频谱分析和时间关联分析以及对射频的解调分析 13 7 April 2013

14 高速信号数据传输协议及一致性的测试

15 Debugging Jitter Issues manifested in different layers of the protocol stack Crosstalk, jitter, reflections, skew Disparity, encoding or CRC errors Where do I start debugging? Jitter and Eye Diagram Tools Oscilloscope-based for quick results Fast jitter measurements with One Button Jitter Wizard Compare timing, jitter, eye, amplitude measurements User-definable clock recovery, filters, pass/fail limits, and reference levels BERTScope-based for deeper analysis Use stressed pattern modification to determine jitter sensitivity Evaluation with BER results and/or Eye Diagram

16 Jitter Decomposition Deep memory capture Long records needed for low frequency events (SSC, periodic jitter, low speed clocks) Frequency window related to time capture 1 SSC cycle (33kHz) => Need 30us time record Eye Diagram Analysis Quick visual indicator of voltage and timing performance Related to Bit Error Rate (BER) Debugging Jitter Knowledge of jitter types and sources aids in debug Common jitter sources Power supply coupling PLL (tracking or overshoot) Limited channel bandwidth and reflections (ISI) Driver imbalance (Rise/fall time asymmetry)

17 DDR, DDR2 & DDR3 SDRAM Solutions Fast & Accurate instrument solutions to get answers about your memory bugs Digital Validation & Debug TLA Logic Analyzers with Nexus Technology and FuturePlus memory support Only solution available today to capture and analyze all DDR3 speeds: including multiple DDR solutions, with state DDR capture capability to 2800MT/s Up to 20 ps timing resolution on all channels, all the time Selective clocking only stores useful data Complete system visibility with digital/analog correlation Analog & Electrical Debug DPO/DSA real time scopes & software Pinpoint triggering on DDR reads & writes Automatic detection of voltage levels & data rates Automated clock jitter measurements based on JEDEC specification SDRAM eye diagram measurements for read or write cycles Signal Path Characterization and Circuit Board Verification DSA Sampling Oscilloscopes Over 70GHz of sampling bandwidth & the lowest Jitter floor Emulate the channel effect on jitter & noise using channels TDR/TDT or Touchstone (Sparameter) description TDR impedance measurements & S-parameter characterization of the PCB traces SDRAM Probing Solutions Direct probing to DDR Passive DIMM Slot Interposers Instrumented DIMMs Midbus probes Oscilloscopes can either use direct probing or probing via the logic analyzer with logic analyzer probes 17 April 7,

18 DDR Automated Test Setup Step #1 Select DDR Generation Select DDR Rate Step #2 Choose measurements (Read / Write / CLK / Addr & Command)

19 Effective Reporting / Archiving Tekt ronix Inno 2013/4/7 19

20 Ethernet Physical Layer Compliance Testing TDSET3 Ethernet Compliance Test Software Wide range of tests for debugging & validating Ethernet 10BASE-T, 100BASE TX, & 1000BASE T physical layer One-button automatic testing Accurate normalization & disturber removal that ensures reliable results Automatic jitter measurements eliminate user intervention for fast & reliable measurements Mask auto-fit and locate hits minimize testing time Automatic pass/fail notification & report generator DPO7000 Series & DPO/DSA/MSO70000 Series MSO/DPO5000 Series supports 10BASE-T & 100BASE TX

21 泰克高速数据分析方案 协议分析 DPO4ENET 以太网触发和解码分析 10Base-T, 100Base-TX 标准 支持互联网层 IPv4 和传送层 TCP 协议 触发数据包特定信息 MAC 帧地址和数据 IP 地址 TCP 地址 作为总线波形或事件表查看解码的数据 应用 调试以太网串行总线 触发 解码 21 October 2010 Confidential

22 USB 3.0 Transmitter Measurement Overview Voltage and Timing Eye Height Pk to Pk Differential Voltage RJ DJ TJ Slew Rate Low Frequency Periodic Signaling (LFPS) Pk to Pk Differential Voltage Rise / Fall Time AC Common Mode tburst trepeat tperiod SSC Modulation Rate Deviation 3/ Tektronix 55W

23 泰克科技的高速分析工具 DPOJET Jitter And Eye Diagram Analysis (opt. DJA) Eye diagram, jitter, and timing analysis for real-time oscilloscopes DDR Memory Bus Analysis (opt. DDRA) DDR1, LP-DDR1, DDR2, DDR3 and GDDR3 read/write qualification, debug and compliance of JEDEC measurements DisplayPort Compliance Test Solution (opt. DSPT) Four lane simultaneous testing, detailed test report, and margin analysis DVI Compliance Test Solution (opt. DVI) Automated DVI testing based on objective pass/fail detection Ethernet Compliance Test Solution (opt. ET3) Full PHY layer support for Ethernet variants 10BASE-T, 100BASE-TX, and 1000BASE-T MIPI D-PHY and M-PHY Debug, Analysis, and Conformance Test Solution Verify to the M-PHY specification by rapidly characterizing sources of jitter and signal integrity concerns HDMI Compliance Test Solution (opt. HT3) CTS1.2 and 1.3c Source, Cable or Sink solution 23 10/ Tektronix CL/WWW 55W

24 泰克科技的高速分析工具 PCI Express Compliance Test Solution (opt. PCE) Rev 1.0/1.1/2.0/3.0 CEM and System test points including Dual Port method SATA and SAS Analysis Solution (opt. SST) Analysis and debug of SATA/SAS transmitters and receivers Serial Data Link Analysis Solution (Opt. SLA) Analysis of transmitter emphasis, channel de-embedding, FFE/DFE equalization SignalVu Vector Signal Analysis Software (Opt. SVE) Real-Time Vector Signal Analysis of wideband signals TekExpress SATA Automated Compliance Test Software Automated testing for SATA Gen1 and SATA Gen2 defined test suites USB2.0 Compliance Test Solution (opt. USB) USB compliance testing including automated probe deskew 24 10/ Tektronix CL/WWW 55W Ultra Wideband Spectral Analysis Software (opt. UWB) WiMedia PHY Test Spec 1.2 analysis

25 SignalVu 产品特性 示波器上的矢量信号分析软件 DPO/DSA70k 和 DPO7k 系列示波器 RF 测试 脉冲参数测试 调制分析 应用程序界面 主要优点 熟悉的操作界面 : 像传统频谱仪一样的操作 常规测量快速进行 多域分析 自动的脉冲分析功能 时间相关多域观测功能 时间概览 提高仪器的应用范围 在示波器上进行频谱分析 25

26 SignalVu 对数字通信信号的分析功能 同时进行模拟数字解调 指哪打哪 分析窗和频谱窗各自独立 可变分析窗, 矢量分析和频谱分析各不耽误 26

27 SignalVu 在宽带数字通信中的应用 ( 选项 SVM) QPSK, BPSK,C4FM 16, 64, 256QAM MSK,2FSK-16FSK,CPM etc. 8PSK, D8PSK, Pi/4DQPSK etc. 所有视图中光标相关 测量低 EVM 的宽带数字调制信号 16QAM 312.5MS/s 27

28 医疗电子仪器小信号的仿真和测试

29 医疗电子系统中的信号探测 人体的各种物理量 ( 生物电位, 心音, 体温, 血压等 ) 需用传感器将其变成电信号, 经由诸如放大, 滤波, 干扰抑制, 多路转换等信号检测及预处理电路, 将模拟量的电压或电流送 A/D 转换, 变成数字量, 供计算机处理 生物信号一般为微弱 低频信号, 常见的交流感应噪声和电磁感应噪声危害较大 一般来说, 限制噪声比放大信号更有意义 生物信息的特性 不稳定性 : 如心电 血压等由于精神紧张, 心电畸变, 血压升高 非线性 : 概率性 直接摄取人体电信号时需要采用电板, 也称作导引电极 ; 摄取人体的非电量信号时, 则采用换能器 ( 传感器 ) 常用电极有体表电极 ( 包括金属板电极 吸附电极 悬浮电极等 ) 体内电极 ( 包括针电极 同轴电极 胎儿电极 埋藏电极等 ) 组织深部电极 ( 包括金属微电极 玻璃微电极等 ) 检用电极 ( 包括参比电极 离子选择电极等 ) 等 常用换能器有利用压电效应 热电效应 光电效应等各种物理效应的换能器 ( 包括光电换能器 热电偶 压电换能器 电磁感应拾音器等 ) 和利用形变效应的机械换能器 ( 包括力敏电阻 电容式压力换能器 差动变压器式换能器等 ) 等

30 部分生物电和生物磁信号的幅度 频率范围 被测信号 幅度范围 生理信号 频率范围 (Hz) 心电 ( 皮肤电极 ) 50 V-5mV 脑电 ( 头皮电极 ) 10 V-300 V 肌电 20 V-10mV 细胞电位 100 V-+200 V 视网膜电位 0-1mV 眼电 0.05mV-5mV 肾电位 10 V-80mV 心磁 T 量级 脑磁 T 量级 眼磁 T 量级 肺磁 10-8 T 量级 心电 脑电 肌电 眼电 / 视网膜电 0-50 胃电 血流量 0-30 动脉血压 静脉血压 0-50 脉搏波 心音 呼吸率

31 各种电量 传感器信号的仿真 电子设计测试通常要求信号激励源 : 复现没有的传感器信号, 进行验证 创建实际环境信号, 进行测试 生成参考信号, 进行检定 31 信号发生器 Tektronix Confidential 示波器被测设备 (DUT)

32 信号发生器的信号仿真 提供了双通道型号 紧密同步或完全独立的定时 仿真时钟和数据, 多个传感器输入,I/Q 信号 在多通道应用中节约成本和工作台空间 调制 AM, FM, PM, FSK, PWM 扫描模式和突发模式 可以独立调节脉冲上升沿和下降沿 在信号内部增加噪声, 进行压力测试 增加输入, 叠加在输出信号上 + 32 Tektronix Confidential

33 信号发生器的信号仿真 --ArbExpress 简便地生成波形 通过鼠标和 PC, 轻松创建和编辑波形 示波器采集向导 直接从泰克示波器导入波形 创建波形 标准波形库 手绘工具 点绘工具 波形数学运算 垂直或水平移动波形段 公式编辑器 通过数学公式定义波形 导入 ASCII, CSV 格式 从 MatLab 直接连接 比安捷伦 Intuilink 更灵活 更方便 33 Tektronix Confidential

34 测试起捕器 心律转复除颤器及其它置入型医疗器械 AFG3022C 仿真正常生物医学信号和不规则的生物医学信号 ( 如心脏纤颤 ), 对医疗器械进行功能测试 34 Tektronix Confidential

35 测试超声波医疗器械 使用正弦波脉冲串驱动超声波传感器, 测试医疗影像系统 35 Tektronix Confidential

36 测试超声波医疗器械的检测器电路 仿真超声波检测器信号, 表征超声波医疗器械的输入电路仿真超声波检测器信号, 表征超声波医疗器械的输入电路 通过激活 Noise Add 功能, 在内部增加噪声 36 Tektronix Confidential

37 AFG3000C 主要技术数据 AFG2021 AFG3011C AFG302xC NEW! AFG305xC AFG310xC AFG325xC Channels or 2 Sine BW 20MHz 10MHz 25MHz 50 MHz 100MHz 240MHz Square/Pulse BW 10MHz 5 MHz 25 MHz (old model 12.5 MHz) 40 MHz 50 MHz 120 MHz Others BW 200KHz 100 khz 500 khz (old model 250 khz) 800 khz 1 MHz 2.4 MHz Pulse/Square Edge Times 18ns 50 ns 9 ns (old model 18 ns) 7 ns 5 ns 2.5 ns Arb Edge time 20ns 80 ns 14 ns (old model 20 ns) 10 ns 8 ns 3 ns Sampling Rate 250MS/s 250 MS/s Up to 1 GS/s Up to 2 GS/s Amplitude (50 Ω load) Arb Waveform Memory 10 mvp-p - 10 Vp-p 4X128KS 20 mv p-p to 20 V p-p 10 mv p-p to 10 V p-p 20 mv p-p to 10 V p-p 50 mv p-p to 5 V p-p 4X128KS Display TFT color LCD Remote Interface GPIB, LAN, USB

38 心电 脑电 饥电等小信号信号的仿真 心电 脑电 饥电的信号幅度小, 频率低 : 一般在 20uV-100mV, Hz 范围 传统仪器无法仿真 2600B 系列可以产生的小信号范围 电压 :±100nV-- ± 40V 最小脉宽 :100uS 38 源表脉冲模式 Tektronix Confidential 示波器被测设备 (DUT)

39 医疗电子系统的混合信号设计验证和测试 基本上今天的每一个电子产品都是一个嵌入系统!

40 医疗电子系统设计的技术构成 A/D, D/A, DSP, FPGA 闪存 NAND, NOR 嵌入式 CPU 系统 电源 并行总线 串行总线 I 2 C, SPI, RS-232, CAN 等 注意 : 以上技术包括了模拟, 串行和数字技术混合信号

41 医疗电子系统设计调试的挑战 混合信号设计 绝大部分嵌入式系统设计采用混合技术 工程师不能预测将出现哪种漏洞 ( 模拟和数字 ) 多条总线相关 硬件和软件工程师通常会追踪硬件中的代码执行工作 需要监测微处理器的地址总线和多条串行总线 如果没有通用 16 个数字通道, 解决问题所需的时间很长 性能需求 市面上常用技术的性能不断提高 60MHz 和 100MHz 已无法满足当前需求 长捕获时间 从并行技术转向为串行技术时需要捕获更多的时间来调试设计 典型的并行总线读写操作一般只发生在几个时钟周期内 串行总线上的同一业务则要求长得多的捕获时间窗口 需要充足的定时分辨率才能解码分析

42 医疗电子系统设计调试的挑战 定时分析 定时测量是数字设计工程师进行的最常见的测量 余量测试是检验时间关系最常见的原因 建立 / 保持时间测量 建立 / 保持时间违规的原因很多, 如系统极限 端接不当或串扰等 很难确定在哪个位上发生违规, 工程师需要能够监测整个总线 工程师希望足够的分辨率测量和分析违规 毛刺 毛刺是工程师棘手的一个常见问题 毛刺很难触发采集 工程师希望使用工具简便的找到毛刺 连接被测设备 DUT 更高的集成度和小型部件正迫使工程师处理探测问题 通常工程师会在电路板上为关键信号建立接入点 在没有提供接入时, 蓝线会焊接起来, 使用抓斗夹进行连接

43 混合信号示波器嵌入式系统验证调试的理想工具 一台仪器具有 4 个模拟 +16 个数字通道 串并行总线的自动触发和解码 Wave Inspector 波形导航提供的搜索和标记功能 自动功率电子和音视频分析功能 MSO2000 Series MSO4000 Series

44 MSO 的并行总线触发和解码功能强大的并行总线数据触发 特定并行数据触发 按照十六进制或二进制显示解码数据 带时钟的数据或没有时钟的数据

45 调试数字定时问题 数字设计人员必需迅速找到和分析各种电路定时问题 例如, 数字电路中的建立时间和保持时间违规可能会导致不可预测的电路操作 MSO/DPO 系列提供了捕获违规的建立时间和保持时间触发功能, 同时它提供了搜索功能, 自动确定采集内部的所有违规 此外, 通过 MSO 示波器, 您可以监测整个并行总线中的建立时间和保持时间 为找到建立时间和保持时间违规 : 1. 按 Trigger Menu 前面板按钮 2. 在侧面菜单中, 按 Type, 直到选择 Setup & Hold 3. 使用多功能旋钮, 设置所需的最小建立时间和保持时间 4. 按 Search 前面板按钮 5. 选择 Search on Setup & Hold, 输入搜索参数或选择 Copy Trigger Settings to Search 6. 注意其立即标出建立时间和保持时间违规数量, 它们用白色三角形标出

46 利用 MSO 的多条数字通道测量时钟同步及实现 同时可测量多达 8 个数值

47 低速串行总线触发与解码 I2C SPI CAN LIN RS232/422/485/UART

48 捕获和解码嵌入式串行总线 串行总线在嵌入式设计中的使用量的提高, 推动着对更长的高分辨率捕获窗口的需求 但是, 串行总线波形解释起来非常困难 硬件工作正常吗? 是否有软件漏洞? 系统噪声是否影响总线传送? MSO/DPO 系列选配的串行触发和分析功能可以迅速捕获和解码 I2C 和 SPI 等串行总线业务, 帮助检验和调试设计 触发 I2C 串行信号 : 1. 连接串行数据和时钟信号 2. 按 B1 前面板按钮, 把输入定义为 I2C 串行总线 3. 按 Trigger Menu 前面板按钮 4. 选择 Bus 触发 Type 5. 选择要触发的信号事件, 如某个 Address 上的任何活动 6. 注意屏幕底部解码后的总线波形, 它提供了简便的时间对准的串行信号解码

49 手动解码串行位 然后工程师必须把数据转换成可以理解的格式 前三位是 7 位地址中最重要的位后四位是 7 位地址中不太重要的位读或写 8 位字节最重要的位 8 位字节最不重要的位 = R从 Address 760 中读取数据 2 02 和

50 低速串行总线解码 There must be a better way 50

51 嵌入系统串行总线调试面临的挑战测量结果 - 1 分钟搞定问题 我们看到系统连续向地址为 18 的设备写入 2 次, 都没有收到确认 18 号为温度传感器 1 的地址 我们发现温度传感器电路有焊接问题

52 串行触发和分析 仅仅解码是不够的 还要 触发分组级内容 搜索和标记分组级内容 事件表 更多串行总线支持 : RS232 RS422 RS485 UART LIN FlexRay I 2 C CAN SPI

53 低速串行总线解码 DPO 不仅仅是解码 触发数据包内容 搜索和标记数据包内容 查看 Event Table 格式的数据表, 事件表的事件与模拟波形关联 可以同时查看两条总线 SPI I 2 C RS232 CAN LIN 53

54 串行总线分析方案 串行触发 Includes packet level triggering 串行解码和分析 Decoded bus/wfm view Automated Search Tabular data view with time stamps Sync data view with zoom window 标准 MSO/DPO4000B Series MSO/DPO5000 Series DPO7000C Series I 2 C, SPI DPO4EMBD SR-EMBD SR-EMBD RS-232/422/485/UART DPO4COMP SR-COMP SR-COMP USB 2.0 (LS, FS, HS) DPO4USB SR-USB SR-USB (LS, FS) Ethernet (10/100BASE-T) DPO4ENET - - CAN/LIN/FlexRay DPO4AUTOMAX SR-AUTO SR-AUTO MIL-STD-1553 DPO4AERO SR-AERO SR-AERO Audio (I 2 S, LJ, RJ, TDM) DPO4AUDIO - - I 2 C, SPI DPO4EMBD SR-EMBD SR-EMBD RS232/422/485/UART DPO4COMP SR-COMP SR-COMP USB 2.0 DPO4USB SR-USB SR-USB Ethernet (10/100BASE-T) DPO4ENET - - CAN/LIN/FlexRay DPO4AUTOMAX SR-AUTO SR-AUTO MIL-STD-1553 DPO4AERO SR-AERO SR-AERO Audio (I 2 S, LJ, RJ, TDM) DPO4AUDIO - - MIPI D-PHY - SR-DPHY SR-DPHY 8b/10b - SR-810B SR-810B PCI Express - SR-PCIE SR-PCIE 串行总线一致性测试 USB USB USB Ethernet (10/100/1000BASE-T) - ET3 ET3 MIPI - - D-PHY DDR Memory - DDRA DDRA MOST (MOST50 and MOST150 ) - MOST MOST Jitter & Eye Diagram Analysis - DJA (DJE incl. std) DJA (DJE incl. std) Choosing the Right Mid-Range Scope 5/2012 Copyright Tektronix All rights reserved.

55 泰克科技帮助你提升电源管理的可靠性

56 功率测量及分析解决方案 将示波器转变为一个高性能的专业分析工具

57 SMPS 的可靠性问题 可靠性取决于 最大限度地降低波形减幅振荡和负荷瞬变, 其可能会导致雪崩 功率损耗过高或不稳定条件 在安全工作区 (SOA) 内运行开关器件 在磁滞效应曲线的线性区域中运行磁性器件 控制环路的稳定工作 定位可靠性问题 测量 安全操作区域 (SOA) 使用 HiPower Finder 功能 峰值磁通量密度 磁导率 控制环路调制分析 占空比变化 脉宽变化 频率变化 周期变化

58 定位功率损耗过高和雪崩 HiPower Finder

59 安全工作区 选通区域中的 SOA SOA, 支持模板测试

60 控制环路响应 SMPS 开机过程中的控制环路响应 有源 PFC SMPS 的控制环路响应

61 根据 EN 标准进行预先一致性测试 DPOPWR 支持 EN 标准 EN 标准及 AM14 在 EN AM14 中 为应用提供电路参数的功率 功率因数和基础电流等信息 确定基于测得值和电路参数的极限表 选择 1.5 秒滤波器

62 EN 标准预先一致性测试结果

63 电能质量测量 电源质量测量包括 : 真实功率 无功功率 视在功率 功率因数 波峰因数 电流谐波测量 THD

64 测试报告产生 4 DPOPWR 可以自动产生用户定义的测试报告 4 单个按钮就可以自动产生测试报告 4 创建报告模板, 带示波器测量值, 设置 4 纸张尺寸选择 4 可再编辑 4 容易转换的文件格式

65 泰克功率测量解决方案 DPO B 示波器 100MHz 及以上带宽 2.5GSa/s 以上的采样速率 在一条通道上提供了大于 5MB 的记录长度 差分探头 P5205A, P5210A, P5200A 差分探头 THDP0100 THDP0200 电流测量 TCP0030,TCP0150 TCPA300 系统或 TCP202 电流探头 独特的功率应用 DPOPWR 功率测量和分析应用软件 时间偏移校正夹具 消除电压探头和电流探头之间的传播延迟 多通道数据 ( 温度 ) 记录 2700 系列

66 功率参数的测量 PA4000 系列功率分析仪 V RMS, A RMS, W, VA, VAr, CF, 频率, 相位角 谐波最高 100 th ( 标配 ) 转换效率 浪涌电流 波形, 数据列表和能量积分模式 66 Tektronix Confidential

67 PA4000 功率分析仪精确的测试测量 我们的独特优势 强大的测量精度强大的功能丰富的接口 精准的测量精度 : 0.04% 电压电流的基本精度 专利的螺旋式电流分流器 峰值因数高达 10 的高精度测量结果 电流 30A /1A 双 shunt 标配 PWM 驱动, 镇流器, 待机功耗等多种测量模式 谐波测试功能标配, 有间谐波测量 USB, LAN, 和 RS-232 标配 (GPIB) 选配 远程控制软件标配 功率及谐波同时测量, 无需切换 67 Tektronix Confidential

68 PA4000 功率分析仪 其他一般性指标说明 PA4000_1CH PA4000_2CH PA4000_3CH PA4000_4CH 输入模块 电压的输入范围 最大 1000 Vrms, 2000 Vpeak 基本电压精度 0.04% 电流输入范围 A to 30 Arms with 2 个内置分流器 基本电流精度 0.04% 可测量项目 Vrms, Irms, VA, VAR, W, PF, Freq, Whr, Vahr, THD, TIF, etc. 仪表带宽 DC - 1 MHz 自动测量模式 PWM 模式, 镇流器, 待机功耗, 能量积分 外部接口 USB, LAN, RS-232 (GPIB Optional) 软件 实现远程控制和数据记录 ( 标配 ) 主机保修 三年 校准及维修服务 北京 68 Tektronix Confidential

69 强大的高精度功率分析仪 PA

70 器件分析

71 医疗设备中的电子元件 微处理器 单块集成电路 (IC) 上的 CPU 通常要求使用逻辑分析仪进行调试 多条通道, 复杂的触发, 条件存储, 反汇编, 源代码级软件调试 MSO 也可以用于某些调试任务 例如 : PC BIOS 硬件检验和调试 微控制器 芯片上计算机 MSO 通常对调试就足够了 混合信号采集, 信号数量有限 有效地补充后台调试器 FPGAs 现场可编程门阵列 高密度 胶连逻辑, 完整的嵌入式系统 要求经济高效的调试工具 分离 功率器件

72 检定和优化电源 MOSFET 电路 用途 使用脉冲信号仿真电源 MOSFET 电路, 测试开机和关机延迟及上升时间和下降时间 使用 AFG3011C 的好处 20 V pp 输出电平, 不需要外部放大器 简便易用, 缩短设置时间 体积小, 节约工作台空间 目标 为汽车设计运动控制, 功率管理, 气候控制, 电子稳定性系统或集成启动装置 / 交流发电机的公司

73 简化半导体器件 I/V 特性分析 晶体管测试 半导体器件 ( 如晶体管 ) 是电子产品的基础 大部分器件必须经历研究实验室 晶圆厂 大学以及器件厂商等研发过程的各种设置条件下的电气特性分析 吉时利是晶体管 I/V 特性分析的业界领先供应商 吉时利数字源表源测量单元 ( SMU) 是半导体特性分析的理想选择, 因为它们具有源和测量能力, 特别是低电流源和测量能力 具有 3 个以上端口的测试器件通常需要 1 个以上的源测量单元 (SMU) 不过,2 通道源测量单元 (SMU) 可以对单一场效应晶体管 (FET) 进行大部分特性分析 下面的图 1 给出在 MOSFET I/V 特性分析中使用的两个源测量单元 (SMU) 晶体管 I/V 特性分析中常见的测试 漏极电压 (VD)- 在场效应晶体管漏极端口出现的电压, 称作漏极电压 漏极电流 (ID)- 在电压源作用下, 从漏极流出的电流称作漏极电流 通过漏极电流可以分析器件运行和效率 其他常见的测量包括 : 栅极电压 (VG) 栅极电流 (IG) 临界电压 (VTH) 图 1: 在 MOSFET I/V 特性分析中使用的 2 个道源测量单元 (SMU) Drain Current (A) 20.0E E E E E E-3 8.0E-3 6.0E-3 4.0E-3 2.0E E+0 Drain Current vs. Drain Voltage Drain Voltage (V) 图 2: MOSFET 的 I/V 曲线

74 半导体器件参数分析仪 -370/371 的最佳替代者 參數分析系统配置是功率器件特性分析的完整分析方案, 包括高质量仪器 电缆 测试夹具和软件 提供 7 种配置, 每种配置都具有快速检查器件基本参数 ( 例如击穿电压 ) 的实时跟踪模式和提取精密器件参数的完全参数模式 参数曲线跟踪仪配置的构建块法具有易于升级和客户可重配置的优点以满足不同测试需求 可設定的功率大小 : 从 200V 到 3kV 从 1A 到 100A 宽度动态范围 : 从 uv 到 3kV 从 fa 到 100A 电容 - 电压测量方式 : ±400V 多频 C-V 200V 斜坡速率 C-V 20V 极低频 (VLF)C-V 直流或脉冲 I-V 至 50µs 高电压和高电流通道具有 24bit 精密模数转换器和 18bit 高速 (1µs) 数字转换器 测试管理软件包括用于实时控制的跟踪模式和用于参数提取的参数模式

75 FPGA 调试挑战 工程师需要经济高效的调试工具 设计检验成为关键瓶颈 设计规格和复杂程度提高 接入内部信号受限 产品开发周期限制缩短了调试时间 调试时间可能会占到设计周期时间的 50% 以上 简单地查看外部引脚是不够的 在 FPGA 中增加调试电路会影响设计 占用宝贵的芯片空间 提高工程师的时间 可能会影响设计的定时性能 接入通常会用光稀缺的芯片引脚 可能很难探测电路板上的多个信号

76 FPGA 实时逻辑调试解决方案 FPGAView 支持 Xilinx 和 Altera FPGA 设备 First Silicon Solutions 开发的软件包 ( 在 Windows 2000 和 Windows XP 机器上运行 PC Board FPGA 逻辑分析仪 Test Mu x JTAG TLA 探头 JTAG 电缆 FPGAView 软件 USB 混合信号示波器 FPGAView 软件 功能 复用器 解决方案 Xilinx: FS2 TestCore Altera: Quartus II v5.1 控制软件 FS2 FPGAView PC 电路板 FPGA Test Mu x P6516 探头 TekVISA 测试设备 JTAG 电缆 MSO4000 混合信号示波器或 TLA 系列逻辑分析仪 (>v4.3) Xilinx: Altera: Platform Cable USB 及其它 USB-Blaster 或 ByteBlaster 76 JTAG JTAG 电缆 USB

77 使用 FPGAView: 4 步轻松完成 创建 接口 模块 为调试 环境配置 FPGAView 把 FPGA 引脚映射到逻辑分析仪或 MSO 进行测量 第 1 步 : 第 2 步 : 第 3 步 : 第 4 步 : 77

78 泰克科技的方案

79 医疗电子对示波器的基本要求 性能 高达 100MHz-1GHz 的带宽 所有通道上采样率 5x 的过采样 所有通道上 5~20M 的标配记录长度 DPO 采集, 迅速找到问题 串行触发和解码 I 2 C, SPI, RS-232, CAN, LIN 简便易用 Wave Inspector 异常简便高效的波形分析技术 为安防系统设计人员提供的最完整的解决方案 79

80 泰克科技示波器选择平台 INTRODUCING THE NEW MDO4000 SERIES The World s First AND ONLY oscilloscope with a built-in spectrum analyser! Features DPO7000C Series MSO/DPO5000 Series NEW MDO4000 Series MSO/DPO4000B Series MSO/DPO3000 Series MSO/DPO2000B Series Bandwidth 500 MHz to 3.5 GHz 350 MHz to 2 GHz 100 MHz to 1 GHz 100 MHz to 1 GHz 100 MHz to 500 MHz 70 MHz to 200 MHz Sample Rate 5 GS/s to 40 GS/s 5 GS/s to 10 GS/s 2.5 GS/s to 5 GS/s 2.5 GS/s to 5 GS/s 2.5 GS/s 1 GS/s Channels 4 analog 4 analog 16 digital (MSO) 4 analog, 16 digital, 1 RF 2, 4 analog, 16 digital (MSO) 2, 4 analog, 16 digital (MSO) 2, 4 analog, 16 digital (MSO) Record Length (Max) 50 M 500 M 12.5M 250 M 20 M 20 M(5M) 5 M 1 M Display Size 12.1 inch, XGA color 10.4 inch, XGA color 10.4 inch, XGA color 10.4 inch, XGA color 9.0 inch, WVGA color 7.0 inch, WQVGA color Parallel Bus Analysis No Yes (MSO Series) Yes Yes (MSO Series) Yes (MSO Series) Yes (MSO Series) Optional Serial Bus Analysis I 2 C, SPI, CAN, LIN RS-232/422/485/UART, USB 2.0 I2C, SPI, CAN, LIN, RS-232/422/485/UART, and USB 2.0, I 2 C, SPI, USB, Ethernet, CAN, LIN, FlexRay, RS- 232/422/485/ UART, MIL-STD- 1553,I2S/LJ/RJ/TDM I 2 C, SPI, USB, Ethernet, CAN, LIN, FlexRay, RS- 232/422/485/ UART, MIL-STD- 1553,I2S/LJ/RJ/TDM I 2 C, SPI, CAN, LIN RS- 232/422/485/UART, I 2 S/LJ/RJ/TDM FlexRay 1553 I 2 C, SPI, CAN, LIN RS- 232/422/485/UART Optional Analysis Packages MIPI D-PHY DSI-1 and CSI-2, Ethernet, and USB 2.0 Compliance Testing, Jitter, Timing, Eye Diagrams, Power, DDR Memory Bus Analysis, Wideband RF Ethernet and USB 2.0 Compliance Testing, Jitter, Timing, Eye Diagrams, Power, DDR Memory Bus Analysis, and Wideband RF Advanced RF Triggering, Power Analysis, Limit/Mask Testing, HDTV and Custom Video Power Analysis, HDTV and Custom Video BW Updates Power Analysis, HDTV and Custom Video FilterVu Variable Low-pass Filter

81 DPO3000 技术数据 DPO3012 DPO3014 DPO3032 DPO3034 DPO3052 DPO3054 带宽 100 MHz 300 MHz 500 MHz 通道数量 采样率 在所有通道上同时提供了 2.5 GS/s 的采样率 记录长度 在所有通道上同时提供了 5 M 点的记录长度 波形捕获速率 50,000 wfm/s 串行触发和解码 选配 : I 2 C, SPI, CAN, LIN, RS232/422/485/UART 视频支持 适用于视频应用的内置 75 输入端子 重量 9 磅 (4.08 公斤 ) 显示器 9 英寸 (229 mm) WVGA 宽屏 81

82 DPO4000B&MSO4000B 技术数据 MSO/DPO4 014B DPO4034 B 带宽 100 MHz 300 MHz DPO40 54B 500 MHz DPO41 04B 1GHz MSO403 2B 300 MHz MSO40 34B 300 MHz MSO40 54B 500 MHz MSO41 04B 1GHz 通道数量 采样率 2.5GS/s 在所有通道上同时提供了 5 GS/s 的采样率 记录长度 波形捕获速率 串行触发和解码 视频支持 在所有通道上同时提供了 20M 点的记录长度 100,000 wfm/s 选配 : I 2 C, SPI, CAN, LIN, RS232/422/485/UART 标清 高清 自定义制式 82

83 MDO4000 世界上首台混合域分析仪 第一个也是唯一一个能够在一台设备中, 同时观测时间相关的模拟 数字和射频信号的分析仪 ( 时域 数字域和频域分析仪 ) 83 May 9-11, 2011 Trinity Product Champion Training - Tektronix Confidential

84 泰克 MDO4000 系列 多达 21 条通道, 全面查看系统特点 内置频谱分析 在一台仪器中查看时间相关的模拟信号 数字信号和 RF 信号 多达 4 条总线的分析 型号 模拟通道 模拟带宽 数字通道 RF 通道 RF 频率范围 MDO MHz khz 3 GHz MDO MHz khz 3 GHz MDO MHz khz 3 GHz MDO MHz khz 6 GHz MDO GHz khz 3 GHz MDO GHz khz 6 GHz 84 7 April 2013 Presentation Title (Edit in View > Header and Footer)

85 泰克的计时器 / 频率计 / 分析仪 时基准确的保证 FCA3000 系列 400 MHz 3 GHz 和 20 GHz 型号 FCA3100 系列 400 MHz 3 GHz 和 20 GHz 型号 MCA3000 系列 27 GHz 和 40 GHz 型号 更精 业界领先的定时与频率分辨率 更快 极快的数据传送速度与吞吐量 超越同侪 第 4 代定时器 / 计数器 / 分析仪 独有的图形化分析模式 更直观的操作方法 85

86 PSM3000/PSM4000/PSM5000 功率计 PSM3000 Series PSM4000 Series PSM5000 Series Models Frequency range 10MHz 26.5GHz 10MHz 20GHz 50MHz 20GHz Dynamic range -55dBM to +20dBm -60dBm to +20dBM -60dBm to +20dBm Measurement speed 2000 readings/sec No zero or cal required Average power measurements Pulse measurements Pulse profiling Warranty 3 years

87 万用表系列 DMM DMM4050/ / / 分辨率 5.5 位 5.5 位 6.5 位 6.5 位 7.5 位 8.5 位 基本量程直流电压的精度 0.015% 0.012% 4050: % 4040: % 2100:0.0038% 2000:0.0020% % % 测量功能 交流电压 电流, 直流电压 交流电压 电流, 直流电交流电压 电流, 交流电压 电流, 直交流电压 电流, 直流电电流, 电阻, 频率, 周期, 交流电压 电流, 直压 电流, 电阻, 通断, 直流电压 电流, 流电压 电流, 电阻, 压 电流, 电阻, 通断, TC/RTD 流电压 电流, 电阻, 二极管, 频率, 周期电阻, 通断, 二通断, 二极管, 频率 二极管, 频率, 周期 2010: 接触电阻 比率, 通断, 频率, 周期, 2000:dB\dBm\TC 极管, 频率电容 TC/RTD 4050:RTD, 电容二极管 TC/RTD, 尖峰电压 2100:RTD 2001: 尖峰电压 分析模式极限比较极限比较趋势, 统计, 直方图无无无 扫描卡扩展无无无 2000:10ch 10CH 10CH 接口 RS232 USB GPIB RS232/USB/GPIB 2100:USB 2000:GPIB RS232/GPIB GPIB

88 数采和开关系列 产品 产品描述 插槽数 插入卡 测量分辨率 低频通道数 ( 最多 ) 通道 / 秒 最高频率 连通性 22 位 80 个 2 线多路复用器 96 个 2 线开关矩阵交叉点 便携式 / 台式数据采集系统内置 6 ½ 位数字万用表 12 种插卡可供选择板上温度参考 台式数据采集系统内置 6 ½ 位数字万用表 12 种插卡可供选择板上温度参考 型号 描述 通道数 连接器 最大电压 最大电流 备注 7700 差分多路复用器 2- or 4-wire,2 Current 20 接线柱 300VDC 1A 带 CJC Channels, 3A Max 7701 低压差分多路复用器 32 Common Side Ohms 50-pin D-sub 150VDC 1A configuration 25-pin D-sub 2- or 4-wire 7702 差分多路复用器 40 接线柱 300VDC 1A 2- or 4-wire,2 Current Channels, 3A Max 7703 高速差分多路复用器 32 Dual 50-pin D-sub 300VDC 0.5A Reed Relays,2- or 4-wire 7705 控制模块 40 Dual 50-pin D-sub 300VDC 2A SPST Switches 7706 I/O 模块 5 多路复用器开关矩阵通用 RF 数字 IO 数模转换器 20 Analog In 16 Digital Out 2 Analog Out 1 Counter/Totalizer 10 Analog In 32 Digital I/O 接线柱 300VDC 1A 250 通道 / 秒 3.5 GHz GPIB RS-232 ExceLINX 22 位 80 个 2 线多路复用器 500 通道 / 秒 3.5 GHz LAN 96 个 2 线开关矩阵交叉点 RS-232 ExceLINX 22 位 200 个 2 线多路复用器 240 个 2 线开关矩阵交叉点 2500 通道 / 秒 3.5 GHz GPIB RS-232 ExceLINX Automatic CJC +/- 12V Anal. Out Max Count = 4billion 多路复用器 数字 I/O 模 50-pin D-sub 300VDC (analog) 1A (analog) 块 25-pin D-sub 33VDC (digital) 0.1A (digital) Configurable DIO 7708 差分多路复用器带 CJC 40 接线柱 300VDC 1A Automatic CJC,2- or 4-wire x8 矩阵 48 Crosspoints 50-pin D-sub 25-pin D-sub for easy 300VDC 0.5A 25-pin D-sub expansion 7710 长寿命差分多路复用器 20 接线柱 60VDC 0.1A Automatic CJC,High Speed 10 billion+ operations Ghz, 50 Ohm RF 模块 Dual 1x4 SMA 60VDC 0.5A Max power = 10W/channel <300ps Rise Time Max power = 10W per Ghz,50 Ohm RF 模块 Dual 1x4 SMA 42VDC 0.5A channel <200ps Rise Time

89 DC 程控型电源 特点 Series PWS4000 and Series 2200 Model Dual-Channel Model Triple-Channel 2260A 型号 PWS PWS PWS PWS PWS A A A A 通道 电压 72V 60V 32V 30V 20V Ch 1 : 30V, Ch 2:30V Ch1: 30V, Ch 2: 30V, Ch 3: 6V 30/80 电流 1.2A 2.5A 3A 5A 5A Ch1: 1.5A, Ch 2: 1.5A Ch1: 1.5A, Ch 2: 1.5A, Ch 3: 5A 26/72/13.5/27 功率 86W 150W 96W 150W 100W 45W/channel; 90W total Ch 1 and CH 2: 45W Ch 3: 30W, 120W total 360W/720W 纹波 噪声 <1mV RMS <3mV P-P <1mV RMS <5mV P-P <1mV RMS <4mV P-P <1mV RMS <4mV P-P <1mV RMS <1mV <3mV RMS, <3mV <1mV RMS, <3mV P-P P-P P-P 分辨率 电压精度 电流精度 1mV, 0.1mA 1mV, 1mA 1mV, 1mA 0.03% 0.03% 0.03% 0.05% 接口 USB (Series PWS4000) USB, GPIB ( Series 2200) USB USB,LAN

90 2600B 系列数字源表源测量单元 (SMU) 仪器的主要性能指标 特点 通道 2601B / 2611B Single Channel 1 (optional expansion to 32 via TSP-Link ) 2602B / 2612B Dual Channel 2 (optional expansion to 64 via TSP-Link ) 2604B / 2614B Dual Channel Bench- Top 电流 Max / Min 10A pulse / 100fA 10A pulse / 100fA 10A pulse / 100 fa 电压 Max / Min 功率 40V / 100nV for 2601B 200V / 100nV for 2611B 30 40W 40V / 100nV for 2602B 200V / 100nV for 2612B 30 40W per channel 2 40V / 100nV for 2604B 200V / 100nV for 2614B 2634B /2635B / 2636B Low Current Single Channel (2635B) Dual Channel (2634B, 2636B) 1 2 (optional expansion to 32 or 64 via TSP-Link. Not available for 2634B ) 10A pulse / 0.1fA for 2635B, 2636B 10A pulse/ 1fA for 2634B 200V / 100nV 30 40W per channel 30W per channel 最大读数 / sec 20,000 20,000 20,000 20,000 接口 GPIB, LAN (LXI), USB 2.0, RS-232 GPIB, LAN (LXI), USB 2.0, RS-232 GPIB, LAN (LXI), USB 2.0, RS-232 GPIB, LAN (LXI), USB 2.0, RS-232 连接器 / 电缆 Screw terminal; adaptors available for banana or triax Screw terminal; adaptors available for banana or triax Screw terminal; adaptors available for banana or triax Triax 系统级联 Digital I/O, TSP-Link, Contact Check Digital I/O, TSP-Link, Contact Check Not available Digital I/O, TSP-Link, Contact Check (not available on 2634B)

91 泰克的使命 扩大与改进工程师的测试平台与工具 仪器类别型号备注 示波器和 MSO 信号源数字万用表频率计数器 / 分析仪直流电源 RF 功率计探头其他 Keithley 产品线 MDO4000 MSO/DPO5000/4000B MSO/DPO3000/2000B TDS3000C TDS2000C TDS1000C-SC TPS2000B THS3000 AFG3000C AFG2000 DMM4050 DMM4040 DMM4020 FCA3100 FCA3000 MCA3000 PWS4000 PWS2000 PSM3000/4000/5000 电流 差分 有源 高速示波器 逻辑分析仪 协议分析仪 误码分析仪 频谱分析仪 任意波信号源 视频测试 源表 数据采集系统 开关系统 万用表 音频分析仪 半导体测试仪

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