Dijital osiloskoplar neden hala bu kadar pahalı?

Hobi elektroniğinde acemiyim ve neden dijital osiloskopların bu kadar pahalı olduğunu merak ediyorum?

Ucuz GHz işlemcileri, USB 3, ADSL modemleri, DVB-S alıcıları, hepsi dikkate değer saat frekanslarına / örnekleme oranlarına sahip olan blu-ray oynatıcılar zaman zaman neden bir bant genişliği sinyalinin örnekleme yeteneğine sahip bir dijital osiloskopun olduğunu merak ediyor 10MHz hala çok pahalı, 100MHz zaten çok iyi.

Bu nasıl açıklanabilir?
ADC'yi dijital osiloskoplardan yukarıda belirtilen cihazlardan birinden ayıran nedir?

Öncelikle ölçek ekonomisi konusunda diğer afişlerle aynı fikirdeyim . Tüketici cihazları milyonlarca üretilirken, dijital osiloskoplar için böyle bir pazar bulunmamaktadır.

İkincisi, osiloskoplar hassas cihazlardır . Beklenen standartlara uymalarını sağlamak için sıkı kalite kontrollerinden geçmeleri gerekir. Bu, maliyetleri daha da arttırır.

Bant genişliği gelince. Nyquist kriteri, örnekleme oranının ölçmek istediğiniz frekansın en az iki katı olması gerektiğini belirtir. Ancak iki katı oranında olsa bile, en iyi ihtimalle korkunç. Aşağıdaki resimleri göz önünde bulundurun:

Grafik başlıkları hikayeyi anlatıyor. Kare dalga giriş sinyalinin (yüksek frekans harmonikleri) doğru bir gösterimini elde etmek için belirtilen bant genişliğini büyük miktarda aşmanız gerekir. Ve daha fazla bant genişliği = daha yüksek maliyet.

Sonunda, fiyatları artıran hassasiyet, bant genişliği ve sınırlı üretim miktarları.

Ölçek ekonomisi - bahsettiğiniz diğer maddeler, milyonlarca üretilen tüketici cihazlarıdır. Osiloskoplar, binlerce (veya daha az) üretilecek ve bu da itfa edilmiş Ar-Ge, BOM (malzeme listesi) ve montaj maliyetlerinde büyük bir fark yaratacaktır.

Düşük üretim hacimleri büyük bir nedendir ve ikinci olarak, özel bir şey olan test ekipmanı satın alıyorsunuz. Eğer sadece Rigol DS1052 gibi ucuz bir DSO'nun parçalanmasına bakarsanızSadece düşük giriş kapsamı elde etmek için neyin gerekli olduğunu göreceksiniz. 5 adet çift ADC var (overclocklu, bu yüzden zaten fiyatını düşürüyor!). Bu ADC’lerin her biri 4 dolar olsaydı (rastgele bir tahmin, çok büyük miktarlar), bu zaten ADC’lerde 20 dolar. ADC'leri süren ve okuyan dijital devre de muhtemelen çok pahalı (FPGA, CLPD, DSP işlemcileri ucuz değil) Analog ön uç da kolayca 25 $ gibi bir değer katıyor. Sonra PCB maliyetleri, üretim, durum, renkli ekran, ön panel panosu, güç kaynağı, boks, nakliye ve tasarım / destek mühendisleri ödeme. Bu ürünü daha ucuza nasıl satacaklarını bilemiyorum. Avrupa'da DS1052E'nin burada yaklaşık 300 euro olduğunu düşünüyorum.

Agilent 3000X gibi daha pahalı bir DSO'nun parçalanmasına bakarsanız, bu ASIC yongalarının üretimine ve tasarımına büyük miktarda fiyat girdiğini düşünüyorum. ASIC yongaları özel tasarlanmış dijital IC'lerdir. Bir FPGA gibi, ama daha fazla hız ve 'boşluk' ile. Tamamen ürününüze uygun bir çip tasarladığınızı hayal edin. Yerden çekilmeleri için onlara çok paraya mal olacaklarına eminim.

'PC'ye karşı' performansa dönersek: Bu ASIC'ler saniyede 1M dalga formları işler. Bunu perspektif içine sokmak gerekirse, 3GHz'de çalışan bir işlemciniz varsa, dalga şeklini işlemek için her tetikleme noktası arasında yalnızca 3000 saat kenesi olacaktır. Sence bir dalga biçiminde hafızada kaç nokta var? Peki 4K olabilir. Bu, işlemcinin bir numunenin 4 / 3'ünü 1 saat yönünde işlemesi gerektiği anlamına gelir. Olmaz! Dahası, tüketici bilgisayarları ve işlem hızları etrafına kurulur ve işletim sistemi, PCI-e veriyolu ve çok karmaşık yüksek kaliteli malzemeler bulunur. Daha eski high-end kapsamları analiz sonrası PC kartları kullanıyordu. Dalga formlarını aynı anda işlemek, görüntülemek ve analiz etmek için yeterince hızlı değiller.

Ayrıca, bu kapsamın 4GSa / S'de maksimum (gerçek zamanlı) bir örnekleme hızına sahip olduğunu (yazılım ile kandırılmadığını) unutmayın. Seri protokol tetiklemesi gibi özellikler eklerseniz (yani 'A' karakterini seri veri yolu üzerinden gönderirseniz, kapsamı tetikler), bunu yapmak için özel donanıma ihtiyacınız olur. Tabii ki, görüntülenen kapsam 12 bin dolara mal oluyor (şimdi size iyi bir araba getiriyor!) Ama görünüşe göre mühendisler bu araçlara ihtiyaç duyuyor ve bunun gerçekleşmesi için gereken şey bu.

Dave Jones eevblog # 37'ye dayanarak bir Rigol DS1052E osiloskop satın aldım, bu yıl Mayıs ayında 257.76 £ + 31.20 £ posta ücreti için takip edildi (dünya çapında yaklaşımı izlemeye değer) iki hafta sürdü. En İyiOfferBuy . Memnun kaldım ve fiyatının 215 sterline satıldığını görüyorum. Dahil 16 kanal dijital analizörü ile başka bir sürümü var.

Memnun bir müşteri dışında Rigol veya BestOfferbuy ile hiçbir bağlantım yok.

Bu basın bülteninin kaliteden ödün vermeden nasıl bu kadar ucuza üretebilecekleri iddia ediliyor:

Zekâsı yerel rekabeti dünyaca tanıdı

ABD Temsilciler Meclisi'nin son konuşmacısı Tip O'Neill bir keresinde “Tüm politikalar yereldir” dedi. Pekinli bir enstrüman üreticisi olan Rigol Technologies, bu ifadenin sonucunu yazmış olabilir: "Bütün işletmeler yereldir."

Temmuz 1998'de kurulan şirket, bir bilgisayarla çalışacak şekilde tasarlanan sanal bir osiloskop olan ilk ürününü bir yıldan daha kısa bir sürede piyasaya sürdü. Başarısı, şirketin eksiksiz ve bağımsız osiloskoplar geliştirmesinin yanı sıra diğer enstrümanlarla ilgili alanlara dallanmasına yol açtı. 2006 yılında, şirket Çin'de büyük beğeni toplayan DS 1000C dijital depolama osiloskopunu tanıttı.

Kapsam, Rigol için küçük bir form faktörü, derin hafıza, geniş bant genişliği seçenekleri ve düşük fiyat sağlayan bir atılımdı. Ve başarısı aynı zamanda yaygın bir iltifat şekli getirdi: taklit. Rigol, 2007 yılına kadar Çin'de 40.000'den fazla DSO üreten Çin'de 2 numaralı DSO üreticisi oldu. Aynı yıl, birkaç Çinli üreticiden kapsamın kopyaları da ortaya çıkmaya başladı. Fikri mülkiyet korumasının hala olgunlaştığı Çin'de, bir başkasının tasarımını “yok etme” uygulaması yaygındı. (Rigol o zamandan beri kopyacıları başarıyla dava etti.)

Rigol ürünlerinin hızlı bir şekilde kopyalanması şirketin iş stratejisini incelemesine neden oldu. Eğitim pazarının Rigol'ün şu anki ve gelecekteki iş planlarına verdiği önemle düşük seviye pazardan çıkmak gerçekten mümkün değildi. Diğer olasılık, kendisini kopyacılardan uzaklaştırmanın teknik bir yolunu bulmaktı. Rigol'un kurucusu ve başkanı olan Wang Yue ve şirketin büyük enstrümantasyon platformlarının çoğunun kilit sistem mimarı olan Rigol'ün Ar-Ge kaynaklarını, gücünü satın alan ve üretim maliyetlerini düşüren bir ürünü oluşturmak için düşük üretim maliyetleri kullanmaya karar verdi. anlayamadım.

Rigol kullanıma hazır bileşenler kullandığından, dünyanın en büyük ticari ADC ve diğer DSO parçaları satın alan firmasıdır. Bu yüzden bu satın alma gücünü parça maliyetlerini azaltmak için kullandı. Fiyatını düşürürken tekrar iki katına çıkacağına inanan Ar-Ge ekibi, bir yıllık ürün tasarım döngüsüyle hızlı bir geri dönüş projesi oluşturmaya karar verdi. Üretim ekibi, az miktarda ekstra maliyetle ve genel olarak daha düşük ortalama maliyetle hacmi artırmanın bir yolunu yarattı.

Sonuç DS 1000E ürün grubuydu. Çizgi, sadece kendi pazarında değil, Avrupa ve Amerika'da da başarılı oluyor.

Politika ve işletme hakkında çok fazla bilgim yok (düşük üretim hacmi ve hassasiyet gereksinimleri makul açıklamalar gibi gözüküyor), ancak dijital dönüştürücü yonga analogunun çok pahalı olabileceğini biliyorum. Digikey'de binlerce kişiyle karşılaşabilirler ve en pahalı çip tek kanallı ADC için 14.000 $ ' dır !

Vikipedi ADC makale, bu yongaları kadar pahalı olsun açıklar:

$2^N - 1$

$2^{10}=1024$

Daha hızlı (GSa / s) yongalar bu tür yüksek performanslı ADC'ler olma eğilimindedir. Dolayısıyla, örnek 4 kanallı osiloskop için bunlar fiyat etiketine kolayca 4.000 $ ekleyebilir.

Analog kapsamlarla karşılaştırıldığında, dijital kapsamlar hiç de pahalı değildir. Tcrosley'nin dediği gibi, düşük hacimli pazar gibi bir teknoloji olduğunu sanmıyorum. Kapsamı en fazla seri üretilmiş parçalarla inşa etseniz bile, bir şeyi tasarlamanın sürekli olmayan mühendislik (NRE) maliyeti olacaktır ve temel olarak ödediğiniz NRE olacaktır.