Tek 全新 7 系列示波器：高精度测试与测量的新标杆

Tek 全新 7 系列示波器：高精度测试与测量的新标杆

Tektronix 最新发布的 7 系列 4 通道示波器，凭借 25 GHz 带宽、125 GSa/s 采样率和 2 GSa/ch 存储深度等关键性能指标，成为测试与测量行业的重要突破。该设备不仅具备世界级的 ENOB（有效位数），还搭载了多项前沿工程设计，为用户提供了更精准、更高效的波形采集与分析能力。

关键特性包括：

• Tek 7 系列示波器配备 125 GSa/s 采样率、四个通道和 25 GHz 带宽，结合高 SNR（信噪比）和 ENOB，实现高精度的波形采集与分析。
• 深入解析设备整体架构及其中的工程设计细节。

自上一高端示波器发布以来已逾七年，而 Tek 7 系列则凭借“亚太赫兹采样率示波器”的创新性能，将行业标准推向新高度。该设备在高速通信链路开发、射频设计、信号完整性分析和瞬态事件记录等多个领域都具有极高的适用性，成为科研与工程领域不可或缺的工具。

Tek 7 系列示波器最高支持 125 GSa/s 采样率（即 1/8 太样本每秒），频率响应在 25 GHz 带宽范围内保持平坦，每个通道可支持最高 5 V 输入，并具备出色的 ENOB 与 SNR。

图 1：Tek 7 系列正在 1 通道和 3 通道上运行 16 Gb/s 的 PRBS9 信号。图中还展示了 Linux 与 Windows 10 操作系统硬盘。旁边放置了一根香蕉作为尺寸参考。

尽管其技术规格令人印象深刻，但真正吸引关注的，是其背后复杂的工程设计与制造工艺。

热设计：从历史到现代的演进

早在 1955 年，《Electronic Design》就曾报道过 Tektronix 310 示波器的热设计挑战。当时，该仪器重量约为 20 磅，体积为 3/4 立方英尺，采用双面纸基酚醛 PCB，功耗达 175 W。为解决散热问题，Tek 工程师使用模型机箱与热电偶测量温度分布，并利用“烟囱效应”和开孔设计实现良好散热。

相比之下，7 系列示波器的热设计面临更高挑战。其整体功耗约为 1,500 W，主要来源于 SiGe 前端 ASIC、Altera FPGA 与 NVIDIA/AMD 处理器。为避免在高密度部署场景下过热，Tek 工程师选择采用强制风冷方案。

冷空气通过底部和前侧进入，经两个 8 英寸风扇推动后从后部排出。这种设计不仅提升了空气质量流量，还有效降低了热流密度，使设备运行时噪音极低，排出空气温升控制在安全范围。

图 2：Tek 7 系列示波器爆炸图，展示了前面板组件与四个数据采集模块。

机械设计：兼顾稳定性与便捷性

7 系列示波器尺寸约为 12.85 × 22.1 × 17.9 英寸（326.4 × 560 × 454 mm），重量约 38 kg。考虑到其体积与重量，设备配备了便于搬运的“握持把手”，并可支持机架安装。此外，Tek 还提供“翻转安装套件”，允许两台设备底对底安装，便于构建多通道测试系统。

图 3：两台 Tek 7 系列示波器机架安装，以及 AWG70000 任意波形发生器。

构建高通道数测试系统

Tek 7 系列支持机架安装，多台设备可组合成高通道数测试系统。这种设计灵感源自 Tek 多年前在内华达核试验场的部署方式，当时使用数十台示波器记录爆炸事件。

图 4：内华达核爆试验中使用的 Tek 示波器阵列。

7 系列示波器采用同步采样技术，实现多机间精确时间对齐。尽管具体实现细节属于商业机密，但 Tek 表示该系统已通过实际测试验证，具备最小延迟和高精度同步能力。

电气设计：信号路径的优化与定制

Tek 7 系列示波器采用模块化架构，每个通道通过 TCA292D TekConnect 接口接入，内置 2.92 mm 射频连接器。信号路径经过优化，支持多种信号源接入，并配备定制 S 参数校准，以提升测量精度。

每个通道通过半刚性同轴线缆连接至数据采集模块。Tek085 SiGe ASIC 被用于信号放大与均衡，其低噪声特性成为 7 系列的核心优势之一。

图 6：7 系列数据采集板原型，带有 Tek 工程师作尺寸参考。

Tek079 ADC 芯片提供 10 位分辨率与 62.5 GSPS 采样率，其数据输出通过高速 SerDes 接口传至 Altera Stratix 10 FPGA。Tek 的“QuietChannel Technology”通过有源 CTLE 实现信号放大而不增加噪声，保证了系统的低噪声底与高保真度。

在项目开发过程中，Tek 工程师针对客户提出的新需求，快速引入 Tek046 模拟触发芯片，显著提升了单次事件触发能力。这一调整不仅满足了客户需求，还为未来扩展提供了基础。

核心软件系统：统一平台与持续演进

7 系列示波器的软件系统基于 Tek 5 系列和 6 系列平台扩展，支持 Windows 10 与 Linux 系统切换。为适应 GPU 加速计算，软件经过重构，并引入回归测试机制以确保兼容性与稳定性。

软件设计强调用户一致性，确保跨系列操作体验统一。开发团队还建立了基准测试体系，以监控性能变化并保障长期稳定性。

制造与测试：高标准的工程承诺

7 系列示波器的制造过程强调质量与稳定性，所有设备均在美国俄勒冈州比弗顿工厂完成。制造过程中引入了多项自动化与人工校准技术，确保每台设备在出厂前都经过严格测试。

包括老化测试、反复上下电、信号完整性检测在内的多项测试流程，使 7 系列的制造标准远超行业平均水平，确保其在高可靠性应用中表现卓越。

关于泰克科技

泰克科技是一家总部位于美国俄勒冈州比弗顿的全球性企业，专注于测试、测量与监测解决方案的创新。70 多年来，公司始终处于数字技术发展的前沿，致力于为科研、工业与通信领域提供可靠、高精度的测量工具。更多相关信息请访问：tek.com.cn