混合信號的時代

　　上世紀60年代之前的電子技術屬于模擬時代，然后隨著半導體技術的發展開始逐步邁入數字時代，現在電子技術已經走進全新的時代——數字信號與模擬信號緊密結合的混合信號時代。

　　二十一世紀90年代以來，信息產業在其內核集成電路(IC)的簇擁下獲得了高速發展。深亞微米技術的發展，促使芯片設計與制造由分離IC向SoC轉變。混合信號設計可以減少成本、電路尺寸和外形，并提供更好的功能。進入90年代中后期，具有極大市場而更新換代很快的無線通信及多媒體消費電子類為代表的信息產品給了混合信號集成電路(mixed-signal IC)的發展提供了強勁動力。早期的SoC源于數字ASIC設計，其主要部件包括處理器、存儲器、外部接口和相應的嵌入式軟件。而混合信號SoC的發展動力主要來源于一些需要體積小、功能強、性能高的諸如移動類消費IC。與早期的SoC的差別在于：混合信號SoC芯片內除常規的數字系統外還包含了復雜的模擬混合電路。這是完整意義上的系統集成技術，已成為IC設計者所關注的重要目標。可以說未來的大型SoC芯片大部分將是模擬與數字信號并存的混合信號系統，并且將成為半導體技術的主流。

　　隨著具有混合信號功能的芯片越來越多地出現在人們的生活中。通訊領域的MODEM(如ADSL)，CODEC和飛速發展的手機芯片，視頻處理器領域的MPEG、DVD芯片，都是具有混合信號功能的芯片，其特點是處理速度高、覆蓋的頻率范圍寬，芯片的升級換代周期日益縮短。這就要求測試儀器具有更高的性能和更寬的頻帶范圍，而且需要靈活的架構來應對不斷升級的芯片測試需求，以便有效降低新器件的測試成本。此外，混合信號芯片種類繁多，各種具有混合信號的芯片已經廣泛運用到生產和生活的各個領域，而不同的應用領域，其工作的頻率和所要求的精度也各不相同，這就要求在對混合信號進行測試時，抓住其共性來提出測試方案。

　　示波器的演進

　　示波器是電子工程師觀測信號最常用的工具，幾乎每一位電子工程師的工作臺上都應該有一臺適合自己的示波器，應對混合信號測試最好有能夠測試混合信號的單臺示波器。

　　20世紀40年代是電子示波器興起的時代，雷達和電視的開發需要性能良好的波形觀察工具，帶寬100MHz的同步示波器開發成功，這是近代示波器的基礎。隨著半導體和電子計算機的問世，60年代美國、日本、英國、法國在電子示波器開發方面各有不同的貢獻，出現帶寬 6GHz的取樣示波器、帶寬6GHz的多功能插件式示波器，標志著當時科學技術的高水平，為測試數字電路又增添邏輯示波器和數字波形記錄器。模擬示波器從此沒有更大的進展，開始讓位于數字示波器。

　　模擬示波器要提高帶寬，需要示波管、垂直放大和水平掃描全面推進，數字示波器要改善帶寬只需要提高前端的A/D轉換器的性能，對示波管和掃描電路沒有特殊要求，加上數字示波管能充分利用記憶、存儲和處理，以及多種觸發和超前觸發能力。20世紀80年代數字示波器(DSO)異軍突起，在技術和市場的雙重推動下，模擬示波器從前臺退到后臺，數字示波器成為主流。

　　上世紀90年代誕生的混合信號示波器(MSO)是將DSO和模擬示波器或邏輯分析儀或數字萬用表(DMM)等兩、三種儀器有機組合在同一機箱中的混合型儀器，它集成了多臺儀器的功能和優點，以此滿足用戶的更多更高的測試要求。 第一個將MSO作為產品名稱前綴的是安捷倫(Agilent)1996年的54645D，而當時泰克也擁有一些典型的組合型示波器。

　　MSO的崛起

　　混合信號示波器從1996年開始正式出現名稱之后，發展一直處于不溫不火的狀態，一方面因為市場對這個新產品的整體接受程度不高，另一方面則是當時的數字示波器已經基本滿足大部分測試的需求，混合信號開發的測試需求還不夠旺盛。此外由于市場上幾乎沒有公開競爭對手，安捷倫也未在混合信號示波器產品的后續開發和產品規劃上投入過多精力，許多先進的示波器功能未能在混合信號示波器上體現，進一步拉開混合信號示波器和數字示波器的技術差距。