1、時頻域產品細拆，究竟何為壁壘？示波器，時域的主流產品電子工程師之眼，用于診斷信號穩定性示波器屬于通用的儀器，具備較好的場景泛化能力。目前大多科技產品均會涉及電子電路，其中電子元件設計、驗證和調試過程中，均需要使用示波器以分析眾多電信號。本質看，示波器是一種診斷儀器。示波器能夠繪制電信號圖，幫助工程師或研發人員了解信號電壓值隨時間變化產生的波動，判斷是否存在故障組件使信號失真。在示波器顯示屏上，橫坐標（X）代表時間，縱坐標（Y）代表電壓（如果示波器有測量電流的功能，縱坐標還代表電流）。除橫縱坐標外，示波器中通常會用 Z 軸表示強度或亮度。 圖 1：示波器的電信號圖顯示了信號如何隨時間變化Tekt

2、ronix 官網示波器一般分為數字示波器與模擬示波器。通常而言，數字示波器與模擬示波器均可用于電子信號測試，但兩者各有側重。模擬示波器用于測試要 求實時顯 示并且變化很快的信號；數字示波器則用來顯示周 期性相對較強的信號，同時數字示波器內置 CPU 或 DSP 處理器可以處理分析信號，能夠較好分析數據。數字示波器正逐漸成為趨勢。20 世紀 40 年代，Tektronix 引入了具有觸發系統、能穩定顯示重復信號的示波器，使得模擬示波器廣泛地應用在實際測試測量中。但模擬示波器能測量的參數較少，無法進行單次信號的測量，且無法對波形進行存儲，不能滿足更復雜的測試需求。Lecroy 于 1985 年發明

3、了第一臺數字示波器，相比于模擬示波器，數字示波器具有更高的測量效率、測量精度，近年來，隨著電子技術發展，數 字示波器替代模擬示波器成為趨勢。圖 2：示波器分為模擬示波器與數字示波器，數字示波器成為主流數字采樣示波器混合域示波器數字熒光示波器數字存儲示波器數字示波器模擬示波器Tektronix 官網數字示波器具有三大核心指標，能力由不同芯片模塊決定數字示波器具備信號采集、顯示、測量與分析、存儲 4 大功能。其中采集部分主要是由三顆芯片和一個電路組成。即放大器芯片，A/D 芯片，存儲器芯片和觸發器電路。輸入的電壓信號經耦合電路后送至前端放大器，前端放大器將信號放大，以提高示波器的靈敏度和動態范圍。

4、放大器輸出的信號由取樣/保持電路進行取樣，并由 A/D 轉換器數字化，經過 A/D 轉換后，信號變成了數字形式存入存儲器中，微處理器對存儲器中的數字化信號波形進行相應的處理，并顯示在顯示屏上。圖 3：數字示波器具備采集、顯示、測量分析與存儲 4 大功能Tektronix 官網帶寬、采樣率和存儲深度是數字示波器的三大關鍵指標。各項指標綜合決定了數字示波器性能。帶寬：數字示波器關鍵變量，直接影響產品品質帶寬常常被稱為數字示波器的第一指標，數字示波器產品性能劃分也大多以帶寬作為首要依據。一般而言，如沒有特別說明，則提到的帶寬為數字示波器模擬前端放大器帶寬。隨著信號頻率的增加，數字示波器準確顯示信號的

5、能力會降低。帶寬規格表示數字示波器可以準確測量的頻率范圍。 如果沒有足夠的帶寬， 數字示波器就無法分辨高頻變化，從而出現幅度失真、邊緣消失、細節丟失問題。數字示波器的帶寬主要取決于前端的衰減器和放大器的帶寬。數字示波器需要通過前端放大器來捕獲并放大各類瑣碎信號，是數字示波器采集信號的第一步，因此前端放大器通常是示波器系統帶寬的限制因素。主流數字示波器廠商都有自己特有的技術來實現高的帶寬。以 Keysight 為例，其 33GHz 數字示波器前端芯片采用 InP（磷化銦）的高頻材料，并使用了 MCM 多芯片封裝技術，其內部主要由 5 片 InP 材料的芯片采用三維工藝封裝而成。其中包含 2 片

6、33GHz 帶寬 InP材料做成的放大器，可以同時支持 2 個通道的信號輸入；2 片 InP 材料做成的觸發芯片以及 1 片 InP 材料做成的 80GSa/s 的采樣保持電路；所有芯片采用快膜封裝技術封裝在一個密閉的屏蔽腔體內。1GH250MHz1GHz4GHz 圖 4：帶寬同被測信號精度呈正相關 圖 5：Keysight 前端芯片采用 InP 材料Tektronix 官網Keysight 官網提升數據信號處理能力（DSP）是提高數字示波器帶寬的另一種手段。DSP帶寬增強技術實際上是一種數字 DSP 處理技術。采用數字 DSP 處理技術的初衷并不是為了增強帶寬，而是為了進行頻響校正。通過 D

7、SP 可以將帶寬以外一部分頻率成分的能量增強，從而實現帶寬提升。但 由于該技術在提高帶寬的同時也會提 升系統的高頻噪聲，因此不適用于大比例增加系統帶寬。交錯 ADC 技術也可提升系統帶寬。通過疊加多個相同的 ADC 同步采樣輸入信號，以產生組合輸出信號，使得總體采樣帶寬為單個 ADC 帶寬的數倍，即利用 m 個 ADC 可讓有效采樣速率增加 m 倍，并同步提升工作時的可用帶寬。假設當前數字示波器采用2 個100MSPS ADC 以交錯方式組合，采樣速率便能翻倍至200 MSPS， 每個奈奎斯特區可以從 50 MHz 擴展到 100 MHz，使工作時的可用帶寬 翻倍。為準確獲取、測量各類信號，很

8、多設計系統要求數字示波器采用領先商用 ADC 技術，交錯疊加結構可一定程度彌補差距。 圖 6：交錯疊加 ADC 芯片可以提升產品可用帶寬Lecroy 官網交錯疊加 ADC 存在缺陷會導致信號失真。若兩個 ADC 間增益不匹配，會出現干擾音，一定程度上抵消了交錯帶來的帶寬增加的優勢。采樣率：類似于物理中“速度向量”，低采樣率易造成波形失真采樣率是容易被忽視的另一關鍵指標。由于計算機僅能處理離散的數字信號。因此在模擬信號進入數字示波器后，首要的問題即為將連續的模擬信號離散化、數字化（A/D 轉化），上述過程被稱為采樣，也是數字示波器作波形運算和分析的基礎。采樣電壓之間的時間間隔越小，那么重建出來的

9、波形就越接近原始信號，采樣率就是采樣時間間隔。比如，如果示波器的采樣率是每秒 10G 次（10GSa/s）， 則意味著每 100ps 進行一次采樣。一般而言，ADC 芯片對采樣率大小具有決定性 作用。 圖 7：數字示波器采樣原理 圖 8：低采樣率易造成波形失真Lecroy 官網Lecroy 官網存儲深度：同時影響采樣率存儲深度間接影響采樣率。類比到物理學，存儲深度可以理解為“距離向量”，采樣率即為速度。數字示波器存儲深度=采樣率采樣時間。過小容易因采樣點數不夠而使波形失真。因此，提高示波器的存儲深度可以間接提高示波器的采樣率：當要測量較長時間的波形時，由于存儲深度是固定的，所以只能降低采樣率來

10、達到，但這樣勢必造成波形質量的下降；如果增大存儲深度，則可以以更高的采樣率來測量，以獲取不失真的波形。射頻類儀器，換個角度從頻域出發從最基礎的角度出發，可以把頻譜分析儀理解為一種頻率選擇性、峰值檢測的電壓表，經過校準之后顯示正弦波的有效值。傳統角度，工程師習慣于將時間作為參考系，示波器也是基于此。而根據傅里葉理論，時域中的任何電信號都可以由一個或多個具有適當頻率、幅度和相位的正弦波疊加而成。換句話說， 任何 時域信號都可以變換成相應的頻域信號，通過頻域測量可以得到信號在某個特定 頻率上的能量值。某些測量場合要求考察信號的全部信息頻率，幅度和相位。然而，即便不知道各正弦分量間的相位關系，也同樣能

11、實施許多的信號測量，這種分析信號的方法稱為信號的頻譜分析。 圖 9：信號的時域和頻域關系Keysight 官網頻譜監測是頻域測量的重要領域。政府管理機構對各種各樣的無線業務分配不同的頻段，例如廣播電視、無線通信、移動通信、警務和應急通信等其他業務。保證不同業務工作在其被分配的信道帶寬內是至關重要的，通常要求發射機和其他輻射設備應工作于緊鄰的頻段。在這些通信系統中，針對功率放大器和其他模塊的一項重要測量是檢測溢出到鄰近信道的信號能量以及由此所引起的干擾。 圖 10：發射機的諧波失真測試 圖 11：GSM 無線信號和頻譜輻射模板Lecroy 官網Lecroy 官網頻譜分析儀分為掃頻調諧式與動態信號

12、兩大類。掃頻調諧式分析儀通過各類濾波分析輸入信號中的中頻信號，從而得到頻譜分析結果。 該形式頻譜分析儀較 為普遍，結構也較為復雜。動態信號分析儀的核心在于快速傅里葉變化（FFT）算法，首先通過 FFT 將信號分解成分立的頻率分量，由模擬/數字轉換器（ADC）直接對輸入信號取樣，經過 FFT 處理后獲得頻譜分布圖。 此類分析儀速度明顯優于 傳統分析儀，可以進行實時分析。掃頻調諧式分析儀從高頻降至低頻是掃頻調諧式分析儀的核心。輸入信號先經過一個衰減器，再經低通濾波器到達混頻器，然后與來自本振（LO）的信號相混頻。由于 混頻器 是非線性器件，其輸出除了包含兩個原始信號之外，還包含它們的諧波以及原始信

13、號與其諧波的和信號與差信號。若任何一個混頻信號落在中頻（IF）濾波器的通帶內，它都會被進一步放大。 圖 12：頻譜分析儀結構圖Keysight 官網射頻衰減器，頻譜分析儀的第一部分。其作用是保證信號在輸入混頻器時處在合適的電平上，從而防止發生過載、增益壓縮和失真。由于衰減器是頻譜儀的一種保護電路，所以它通常是基于基準電平值而自動設置。低通濾波器或預選器，防止高頻信號到達。如不能有效阻止高頻信號，則會出現多余的頻率響應，從而影響頻譜分析儀精度。中頻增益同射頻衰減器具有聯動機制。中頻增益本質屬于可變增益放大器，當中頻增益改變時，電信號會相應發生改變，但研發過程中通常希望調節輸入射頻衰減器的電信號水

14、平不變，因此 頻譜分析儀更加強調算法協調能力。動態信號分析儀動態信號分析儀可基于 FPGA 設計，對系統協調能力要求更高。在此結構中，信號經過濾波、放大之后，通過 AD 取樣，在 FGPA 內對信號進行全硬件的數字濾波后，交給 FFT 信息處理單元進行 FFT 變換，送到 LCD 顯示其頻譜分析的結果。 圖 13：基于 FPGA 動態信號分析儀架構圖 計時器 AD控制 FIFO模塊 FIFO FFT LCDSDAM微處理器LCD接口SDAM接口Avalon 總線 AGC電路 ADC電路 信號FPGA中國知網基于 FPGA 的頻譜分析儀的設計與研制實時分析帶寬同頻譜分析儀可應用場景相關。實時分析

15、帶寬是指頻譜分析儀 FFT 頻譜分析一次分析的頻譜寬度。在軍用的跳頻電臺、雷達、RFID、藍牙等信號測試中，通過 FFT 分析頻譜，比掃描式頻譜分析儀更快，在現代無線通信占用帶寬更大、調制更復雜的發展中應用越來越多。根據坤恒順維及電科司儀應用場景梳理，5G 通信、低軌衛星等場景要求帶寬在 44GHz 左右；無人駕駛、衛星通信等新場景則要求在 67GHz 以上。相位噪聲是關系到頻譜分析儀本振穩定度的關鍵指標。 相位噪聲直接作用于 輸出信號的質量三要素頻率、幅度、相位。噪聲過大，影響則表現在頻譜分析儀的分辨率 RBW 做不小，測量信號功率的動態范圍窄，而當進行信號發射的帶內和鄰道測試時，“相噪”大

16、會影響測試結果。相位噪聲用于描述信號頻率穩定度。如果由于噪聲的影響，偏離中心頻率很遠處也應該有該信號的功率，正如延誤 1 小時以上的公交一樣。偏離中心頻率很遠處的信號叫做邊帶信號，邊帶信號可能被擠到相鄰的頻率中去，類似于延誤的公交班次可能擠占后來的班次，從而使固定頻率發車變得混亂。 圖 14：相位噪聲用于刻畫信號穩定度 相位噪聲 顯示平均噪聲電平 普源精電官網下游應用“百舸爭流”，各場景需要哪些產品？電子測量擔任科技行業“守門人”電子產品復雜性與日俱增，對質保提出了挑戰。根據 Frost & Sullivan 統計， 2020 年 64%電子及制造公司受訪者都認為確保產品質量正變得更加困難。且

17、下游場景的不斷豐富帶來了更多可靠性保障壓力。如自動駕駛汽車實現了聯網，不但可以避免碰撞，而且可以選擇最佳路線。高速寬帶互聯網和移動互聯網技術（如 LTE 和 5G）等先進通信技術使設備和設備之間能夠隨時隨地連接、監控和控制。從家中的電燈到 100 兆瓦的燃氣輪機，再到用于農業、監控和防御的無人駕駛飛行器皆是如此。精密電子產品的復雜程度升高導致測試產品測試難度提升。需要更高的精準度、可重復性和可靠性。根據 Frost & Sullivan 對研發（R&D）和制造（Mfg）領域的高級決策者及運營經理調研，2018 年 77%的公司認為 更嚴格的容忍度、制 造復雜性和更嚴格的客戶要求使得產品更難達到

18、質量要求。確保質量的第一步是制定適當、準確與可重復的測試流程。汽車產業持續轉型，電子測量深入產業鏈汽車行業將在技術創新方面實現模式轉變，自動駕駛商用已成為趨勢。由于機動化、城市化、人口增長和人口密度的變化，全球交通擁堵增加。擁堵降低了交通基礎設施的效率，增加了出行時間、空氣污染和燃料消耗。據疾病控制和預防中心統計，全球每年約有 125 萬人死于交通事故。據美國交通部稱，94的事故是由人為錯誤造成的。自動駕駛汽車可以解決這些問題。美國汽車工程師協會（SAE）將汽車自動化水平從 L0（無自動化）分級到 L5（全自動化）。大規模商用汽車目前處于 L2（部分自動化）。我們認為未來 L3（有條件自動化）

19、將實現商業化。SAESAE名稱執行轉向/加速/減速監控駕駛環境動態駕駛任務表現系統功能人類駕駛員監控駕駛環境自動駕駛系統 圖 15：SAE 分類自動化水平等級分級0無自動化人類駕駛員人類駕駛員人類駕駛員不適用1駕駛員輔助人類駕駛員和系統人類駕駛員人類駕駛員一些駕駛模式2部分自動化系統人類駕駛員人類駕駛員一些駕駛模式3有條件的自動化系統系統人類駕駛員一些駕駛模式4高度自動化系統系統系統一些駕駛模式5完全自動化系統系統系統一些駕駛模式ResearchGate為實現自動化功能，車載功能性模塊包括雷達、激光雷達和相機等傳感器；無線連接，例如蜂窩（如 5G、LTE、HSPA+）、Wi-Fi、藍牙和近場連

20、接；以及導航系統，如 GPS 和 GLONASS。另外，自動駕駛汽車還包括連接總線、處理器和充電端口網絡。 圖 16：SAE 分類自動化水平等級ResearchGate電子測量已深入自動駕駛功能模組研發及制造環節。就雷達系統來看，汽車雷達測試應用系統涉及測試任意波形發生器、信號發生器、示波器、信號分析器、毫米波信號源和接收器，以及其他連接器和接收器等各種器件。 圖 17：汽車雷達測試應用Keysight 官網雷達攝像頭激光雷達（LIDAR）表 1：各類雷達技術對比技術探測通過無線電波探測距離和速度、角度自適應巡航控制通過圖像識別、分類利用激光獲得 360 度三維視野交通標志識別應用優點局限性自

21、動緊急制動系統盲點探測停車輔助歷經數十年的考驗在所有環境條件下保持可靠小巧、輕便更遠的探測距離對于探測到的目標只能提供有限的信息（僅限于外形和運動狀態）車道保持系統停車輔助盲點探測ACC、AEBS成本更低大眾市場技術傳感器體積更小高分辨率顏色識別成像處理受環境（例如雨、雪、光線條件）影響，性能會發生變化行人緊急制動輔助、碰撞緊急制動、地圖高精度高分辨率對捕獲的大量數據進行智能信號處理未經大規模部署的驗證傳感器昂貴、笨重昂貴而復雜的信號/數據管理容易受天氣的影響（例如雨、雪、光線條件）Frost & Sullivan, 以汽車雷達為例，汽車雷達傳感技術目前的主流還是 24GHz 窄帶傳感器，但它

22、正在迅速向 76-81GHz 高頻段、5Ghz 寬帶寬、毫米波、調頻連續波（FMCW）和波束賦形天線發展。遠距離探測使用 76Ghz 頻段，而短距離、高精度探測則使用 7781Ghz 頻段。了解更高頻率、更寬帶寬的先進汽車雷達系統所帶來的性能提升非常重要。測試毫米波，特別是 76-81GHz 頻段，需要一個周密的測試解決方案。研發環節，任意波形發生器和矢量網絡分析儀是核心。產品解決方案組可將信號變頻至毫米波頻段，以實現對雷達待測信號的模擬、干擾測試。以 Keysight為例，對于汽車雷達信號寬帶分析，包括射頻功率、頻譜發射、相位噪聲、頻率穩定度和調制質量分析，其高性能汽車雷達信號分析解決方案可

23、以提供信號分析功能，頻率高達 110GHz，帶寬高達 5GHz，使設計可以留出額外的裕量，使開發人員能夠測量低電平和靈敏的雷達信號。 圖 18：低分辨率雷達 24GHZ 頻帶 圖 19：高分辨率雷達 79GHZ 頻帶Keysight 官網Keysight 官網在汽車電池領域，電子測量同樣大有可為。據國際能源署（IEA）預測，2030年全球上路的純電動汽車（EV）和混合動力汽車（HEV）數量將達 2.5 億輛，較2018 年的 510 萬輛增長近 50 倍。通常而言，動力傳動系統的新技術要歷經多個設計周期才能實現盈利。電動汽車動力傳動系統組件（牽引電機、轉換器、功率轉換器和電池）所面臨的成本壓力

24、一直在推動新的基礎性技術持續發展。這些技術對設計和測試解決方案催生了更高的需求，要求它們提供更好的仿真和測試覆蓋，以便符合各種安全和性能標準。以基礎電動交通能源生態系統為例，電動汽車的續航制約主要來自電池制造環節，其本身也受到電池電芯、模塊和電池組的設計驗證/表征能力影響，電子測量可以算作實現電池性能的“最后一公里”。 圖 20：電子測量在電動交通能源生態系統中扮演關鍵角色Keysight 官網軟件工具包已經成為汽車電池測量環節“必需品”。電動交通對電芯和電池提出了更高的需求：提升性能、提高續航里程、降低成本。這些器件必須具有高品質，并能滿足功率和能量密度、安全性、耐用性等要求。要想在市場上立

25、足，成本必須優化。出于上述原因，工程師必須進行全面測試，以確保設計和生產成功達成目標。Keysight 自放電分析模組可以直接測量大量鋰離子電芯的自放電電流。恒電位測量技術可以將判斷電池自放電性能好壞所需的時間從幾天或幾個星期縮短到幾分鐘或幾個小時。對于電芯制造商而言，這種方式大幅降低了他們的在制品庫存、營運資本費用和設施成本。對于電芯設計人員和評測人員而言，這種測量可以更快地提供電芯分析結果，從而縮短設計周期，加快產品上市速度。圖 21：Keysight 恒電位測量模塊可縮短判斷電池自放 電性能好壞所需的時間圖 22：Keysight 恒電位測量模塊為軟硬件一體解決方 案形式Keysight

26、 官網Keysight 官網5G 是通信技術重要節點，無線電測量“大顯身手”5G 是無線通信技術演進道路上的一大轉折點。與 4G 相比，其速度、時延、容量、靈活性以及可靠性都有極大提升，為新的使用模式敞開了大門。然而，5G也對網絡的正常運行時間和覆蓋范圍提出了更高要求，因此無線行業需要開發和采用新的支柱技術。傳統蜂窩網絡技術完全是基于地面網絡基礎設施開發的，而 3GPP 計劃將衛星加入 5G 網絡中，從而補充地面 5G 網絡的性能。這些非地面網絡（NTN）將會把 5G 的觸角延伸到缺少地面基礎設施的地區。NTN 還可以增強機器對機器（M2M）和物聯網（IoT）設備的業務連續性，提升任務關鍵型通

27、信的可靠性。它們還能為飛機和火車等移動平臺上的乘客提供穩定的 5G 覆蓋。單鏈路衛星通信系統的測試過去主要使用信道仿真器。然而，現代系統由于采用了衛星網狀網絡、在單顆衛星內安裝多個轉發器等技術，復雜性大大增加。 測試含有多顆衛星的系統比執行傳統的單衛星鏈路仿真要復雜得多。信道仿真器提供了一個平臺，該平臺可以模擬維持衛星鏈路的無線信道，以便同時測試和仿真整個設備網絡。 圖 23：衛星通信系統與地面網絡之間的信道仿真器Keysight 官網電子測量如何助力降本增效？研發環節看，電子測量在確保產品迅速推向市場中起到關鍵作用。隨著全球科技創新步伐加快。企業需要更好平衡產品穩定性、發布節奏以及投資回收期

28、。研發好壞對產品的附加值高低有決定性作用，既要保證產品具備更多新功能，又要能夠快速通過研發環節測試，這對當下電子測量行業同樣提出更高要求。設計&仿制測試&驗證量產部署加快進入市場時間提高投資回報率推出新產品加快進入市場時間降低設計和測試成本 圖 24：電子測量產品能夠保證研發附加值，并加快產品推廣速度以提高企業投資回報率Frost & Sullivan制造環節看，電子測量能夠保證產品質量。根據 Frost & Sullivan 統計調查，全球電子制造行業 64的受訪者認為在過去幾年中確保產品質量變得更加困難。虛假不合格會導致產品返工或廢品成本增加，不良測試會對產品質量產生連鎖反應，進而影響公司

29、的市場表現。如 2016 年，三星不得不召回 250 萬臺 Galaxy Note7 智能手機（當時市面上最昂貴的手機之一），原因是由于負電極偏轉和異常焊接毛刺引起的電池過熱問題，導致有人報道該款手機發生起火。隨后使三星 2H16 利潤減少約 49 億元。在這種情況下，確保在產品生命周期的各個階段（包括設計、驗證、確驗和生產）進行正確的測試過程可以避免危機。 圖 25：產品產量損失 1%對電子制造商產生的成本影響31%23%20%15%7%4%40%30%20%10%0%1,000,000$Frost & Sullivan國內相關公司業務及介紹普源精電公司自成立以來專注于通用電子測量儀器領域的

30、前沿技術開發與突破。公司以通用電子測量儀器的研發、生產和銷售為主要業務，主要產品包括數字示波器、射頻類儀器、波形發生器、電源及電子負載、萬用表及數據采集器等，是目前唯一搭載自主研發數字示波器核心芯片組并成功實現產品產業化的中國企業。公司產品逐步在時域和頻域測試測量應用方向實現多元化行業覆蓋，為教育與科研、工業生產、通信行業、航空航天、交通與能源、消費電子等各行業提供科學研究、產品研發與生產制造的測試測量保障，并在前沿科學技術、新一代信息技術和新型基礎設施建設的發展中提供支撐。公司的主要產品包括數字示波器、射頻類儀器、波形發生器、電源及電子負載、萬用表及數據采集器等產品。公司聚焦于數字示波器產品

31、的研發與生產，2009年推出的基于自研UltraVision 技術平臺的DS6000 系列數字示波器是國內首臺具備 1GHz 帶寬，并提供高采樣率、深存儲、高波形刷新率、數字熒光顯示等特性的數字示波器產品。基于該技術平臺的 DS1000Z 及 DS2000 系列數字示波器目前仍是市場上廣受歡迎的經濟型產品，主要面向教育教學應用及小微企業研發生產等。2019 年公司推出的基于自研“鳳凰座”示波器芯片組及 UltraVisionII 技術平臺的 MSO8000 系列國產高端數字示波器，實現了 2GHz 帶寬及更高采樣率、更深存儲、更高捕獲率、全數字觸發、全內存測量的特性。2020 年公司推出全新的

32、數字示波器 DS70000 系列標志著公司正式步入國際高帶寬數字示波器行列，憑借自研“鳳凰座”示波器專用芯片組的卓越性能，實現了最高 4GHz 帶寬、20GSa/s實時采樣率。同時推出的 UltraVisionIII 技術平臺，可實現數字示波器存儲深度達到 2Gpts，刷新率高達 1,000,000 波形/秒，并支持 8bit16bit 可變分辨率，FFT速率達到 10,000 次/秒。2021 年，公司推出的最新數字示波器 DS70000 系列實現了國內最高 5GHz 帶寬、20GSa/s 實時采樣率，綜合性能在國產數字示波器領域中處于領先行列，該產品已于 2021 年上半年實現銷售。收入、

33、凈利潤高速成長，彰顯公司成長性。2018-2021 年，公司收入和剔除股權激勵影響后的凈利潤分別從 2.9/0.4 億元提升至 4.8/0.8 億元，CAGR 分別達 18.3%/26.5%。示波器為公司核心產品，收入占超 50%。截至 1H21，公司數字示波器收入占比 51.9%，射頻類儀器、波形發生器收入占比分別為 14.9%/10.2%。時頻域主流產品比重接近 77%，是未來公司收入增長主要驅動力。 圖 26：普源精電收入及增速 圖 27：普源精電不含股份支付凈利潤及增速收入同比增速(右)歸母凈利潤(不含股權激勵)同比增速(右)600(百萬元)60%90(百萬元)7960%4848050

34、07046.3%40034341.1% 40%605440%3002872965040394620015.8%20%302017.7%17.4%20%1001003.3%0%00%2018A2019A2020A2021A2018A2019A2020A2021A普源精電公告普源精電公告 圖 28：普源精電收入結構按產品線數字示波器射頻類儀器波形發生器電源及電子負載萬用表及數據采集器其他9.0%9.1%7.1%90%4.1%4.9%3.9%9.8%10.5%10.6%70%13.5%13.5%11.2%6.6%3.1%8.5%10.1%12.8%60%50%17.8%16.5%15.9%40%30

35、%58.8%20%45.7%45.6%51.2%100%80%10%0%2018201920202021普源精電公告，電子測量儀器行業上游供應商主要有電子元器件廠商、電子材料廠商、機電產品廠商、機械加工和電子組裝廠等。其中電子元器件為主要部件，可分為主動、被動電子元器件。主動電子元器件能夠執行信號變換、數據處理，由 IC 芯片、二極管、三極管等組成；被動電子元器件包括 PCB 板、電阻、電容、電感及被動射頻元器件等。電子元器件主動元件被動元件二、三極管IC芯片儲存器RCL元件被動射頻器件電阻電容電感耦合器、濾波器天線、諧振器 圖 29：電子元器件分類弗若斯特沙利文，電子測量儀器本身對于精度要求

36、高，因此對電子元器件有較高的性能要求。比如高帶寬示波器在采集高速信號時需要用到高帶寬的放大器芯片和高速模數轉換器芯片等核心芯片；高精度數字萬用表需要對電壓進行穩定的分壓需要用到年穩定度在 ppm（百萬分之一）級別的高精度電阻；射頻類儀器中用到很多微帶線和帶狀線濾波器直接在 PCB 上加工，對 PCB 的加工精度和 PCB 基材的介電常數穩定性及介質損耗提出很高要求。我們認為，電子元器件性能決定了電子測量儀器的精度水平。高速信號采集高帶寬示波器202002K高精20K 2M 電阻高精度數字萬用表印制電路板高精度高穩定性低損耗射頻類儀器 圖 30：電子元器件一定程度上決定了電子測量儀器精度弗若斯特

37、沙利文，電子測量儀器逐漸向軟件化、智能化發展，芯片重要性愈加顯著。不同于消費類電子產品追求高集成度和低功耗，電子測試測量儀器追求極致的整機性能，需要同時滿足寬帶、大動態范圍和靈活且復雜的信號處理要求，在設計時往往優先考慮選擇各種芯片類型中性能最為優良的型號來組建系統。這使得儀器系統中所用的芯片，除了針對儀器專門定制的芯片外，其它大部分芯片的集成度都相對較低；也使得儀器所用芯片種類繁多，幾乎涵蓋了現今芯片分類中所有的品類。疫情縮減芯片產量，美國實施制裁將我國電子測量行業引入“分水嶺”。2020年新冠疫情推動互聯網與移動計算技術發展，而上述產業需要大量智能化設備支撐，而疫情同時也大部分產業都處于壓

38、縮狀態，相應的制造需求也大幅度降低，從而導致上升的需求與下降的供給“剪刀差”。2020 年 12 月 18 日，美國商務部工業與安全局宣布將中芯國際列入“實體清單”。此時，訂單集中涌向中國臺灣的企業等，進一步加劇了芯片短缺。芯片自研能力突出，以普源精電為代表的國產化電子測量巨頭有望“突破重圍”。2007 年，普源精電就投入了示波器芯片研發，并于 2017 年成功推出“鳳凰座”示波器芯片模組，逐步打破了美國高端芯片出口限制的制約。2019 年公司推出的基于“鳳凰座”芯片組及 UltraVision II 技術平臺的國內高端型 MSO8000系列示波器實現了最高 2GHz 帶寬及更深存儲、更高刷新

39、率、全數字觸發、全內存測量等特性。鼎陽科技于 2020 年 5 月完成了 4GHz 數字示波器前端放大器芯片項目立項，并計劃于 2022 年底流片。我們認為，自研芯片較外購芯片能夠更好契合公司產品，從而使數字示波器等產品應用于復雜使用場景。自研芯片類型帶寬自研芯片的特性5GHz外購芯片類型帶寬外購芯片的特性0.9GHz集成高阻衰減器示波器模擬前端專用芯片集成過載檢測多路寬帶輸入對稱多輸出集成高阻衰減器通用可變增益集成過載檢測放大器芯片集成 1M通路多路寬帶輸入對稱多輸出表 2：普源精電自研與外購芯片性能存在差異采樣率帶寬10GSa/s5GHz示波器專用信號處理芯片集成模擬信號調理通用 ADC集

40、成模擬信號調理集成示波器信號處理集成示波器信號處理帶寬7GHz帶寬1.5GHz示波器專用寬帶差分探頭放上升時間80ps通用寬帶差分上升時間265ps大器芯片噪聲3.8mVrms放大器芯片噪聲6.8mVrms片上頻響校準片上頻響校準采樣率帶寬5GSa/s2GHz普源精電招股書，公司高端數字示波器均使用自研芯片，提升產品競爭力。根據普源精電招股書，帶寬為 5GHz/2GHz 數字示波器分別使用 DS7000 系列與 MSO/DS8000 系列芯片，以提升產品性能與產品集成度，并降低生產成本。對于帶寬500MHz中端產品，使用自研芯片能夠實現 8GSa/s 采樣率，而外購芯片僅能實現 2GSa/s采

41、樣率。同時公司在示波器專用模擬前端芯片和信號處理芯片上突破了帶寬和采樣率的技術壁壘，初步具備在國內高端型示波器市場與國外龍頭廠商競爭的能力。使用外購核心芯片的示產品差異波器產品使用自研核心芯片的示波器產品檔次劃分帶寬表 3：普源精電自研芯片能使產品具備更高性能最高 2GHzMSO/DS8000 系列無MSO/DS4000、DS6000自研芯片的產品實現了 5GHz 帶寬和 10GSa/s采樣率，外購芯片無法實現該性能高端自研芯片的產品實現了 5GHz 帶寬和 20GSa/s采樣率，外購芯片無法實現該性能無最高 5GHzDS70000 系列使用自研芯片的產品實現 10GSa/s 采樣率，外500

42、MHzMSO/DS7000 系列系列中端500MHzMSO5000 系列MSO/DS2000 系列購芯片產品采樣率最高為 5GSa/s使用自研芯片的產品實現 8GSa/s 采樣率，外購芯片產品采樣率最高為 2GSa/s經濟型300MHz無MSO/DS1000 系列外購芯片具備成本優勢，自研芯片具有高采樣率的優勢普源精電招股書，表 4：普源精電業務情況20182019(百萬元)20202021收入結構按產品數字示波器131135176285射頻類儀器51495562波形發生器39403949電源及電子負載28313641萬用表及數據采集器12141315其他26272432合計287296343

43、484 收入結構按地區國內115128157n.a.海外172168186n.a.歐洲737583n.a.北美洲625664n.a.亞洲312930n.a.其他689n.a.合計287296343484 收入結構按商業模式經銷269272272n.a.直銷162269n.a.ODM222n.a.合計287296343484 財務數據收入287296343484毛利潤151149181257研發費用373379103銷售費用494890108管理費用26334760歸母凈利潤3946-27-4不含股權激勵39465479 財務指標毛利率52.7%50.5%52.8%53.2%研發費用率12.7%

44、11.0%22.4%21.3%不含股權激勵12.7%11.0%13.4%14.1%銷售費用率17.1%16.2%26.2%22.3%管理費用率9.0%11.2%13.8%12.3%歸母凈利率13.6%15.5%-7.9%-0.8%不含股權激勵13.6%15.5%15.7%16.3%普源精電公告；注：普源精電 2021 年產品線收入為測算值鼎陽科技公司在理解行業競爭狀況和分析自身競爭力的基礎上，制定了“研發+產品+品牌”的發展戰略。經過多年的發展，公司已經發展成為國內技術領先的通用電子測試測量儀器企業之一，具備國內先進通用電子測試測量儀器研發、生產和銷售能力。“SIGLENT”品牌已經成為全球知

45、名的通用電子測試測量儀器品牌，在北美、歐洲、國內等主要市場得到客戶的廣泛認可。產品結構優化，不斷推出更有競爭力的產品。公司持續完善產品線，并推動產品結構往更高檔次發展。公司一方面對現有產品線進行縱向拓展，不斷推出更高檔次的產品；另一方面在通用電子測試測量儀器領域進行橫向拓寬，不斷豐富公司產品品類；同時根據市場需求變化對原有產品進行升級優化，不斷推出綜合性能更好的新產品，逐步替代原有產品。上述措施，使得公司各檔次產品營收均呈增長態勢，其中 2021 年低端產品同比增長 24%，中端產品同比增長 33%，高端產品同比增長 131%。公司自主品牌“SIGLENT”已經成為全球知名的通用電子測試測量儀

46、器品牌。公司于 2022 年 3 月發布 SDS6000L 數字示波器，成為國內第一家發布 2GHz 帶寬 8 通道數字示波器的數字示波器廠商，再次填補了國內空白。基于多臺 SDS6000L 系列高分辨率緊湊型數字示波器組網搭建，具有最高 512 通道、12-bit垂直分辨率、優秀的本底噪聲性能和垂直測量精度，能滿足多通道、高精度的測量需求。模擬通道的最大帶寬 2GHz，采樣率最高 10GSa/s，存儲深度可達 500Mpts/通道。進一步豐富公司產品種類，提高產品配套能力，鞏固公司在國內通用電測測試測量領域行業地位。收入、凈利潤均保持高速增長。收入層面，2018-2021 年公司收入由 1.

47、5 億元增長至 2.8 億元，CAGR 22.7%。我們認為高速增長收入得益于下游客戶旺盛需求，以及國產化帶來的替換空間。利潤層面，2018-2021 年公司歸母凈利潤實現從 2900 萬元到 8100 萬元增長，CAGR 41.0%。我們認為一方面由于公司持續拓展產品矩陣，規模化效應逐漸凸顯，另一方面在于公司高端收入產品占比提升，高 ARPU 提供高毛利率。示波器為公司核心產品，收入占超 50%。截至 1H21，公司數字示波器收入占比 51.9%，射頻類儀器、波形發生器收入占比分別為 14.9%/10.2%。時頻域主流產品比重接近 77%，是未來公司收入增長主要驅動力。 圖 31：鼎陽科技收

48、入及增速 圖 32：鼎陽科技凈利潤及增速30025015420015010050(百萬收入同比增速(右)21828430.340% 30%20%10%10080604020(百萬29凈利潤同比增速(右)51.6%543522.5%60%8150.9% 50%40%30%20%10%22.6%18815.8%00%201820192020202100%2018201920202021鼎陽科技公告鼎陽科技公告 圖 33：鼎陽科技收入結構按產品線數字示波器波形和信號發生器頻譜和矢量網絡分析儀電源類及其他100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%53.2%56.0%55.7%5

49、8.5%60.9%16.5%17.2%16.8%17.9%18.8%12.8%11.2%9.4%14.3%8.4%12.5%17.5%16.3%14.2%11.9%20172018201920202021鼎陽科技公告，公司持續完善產品線，并推動產品結構往更高檔次發展。一方面，公司對現有產品線進行縱向拓展，不斷推出更高檔次的產品；另一方面，公司在通用電子測試測量儀器領域進行橫向拓寬，不斷豐富公司產品品類；同時根據市場需求變化對原有產品進行升級優化，不斷推出綜合性能更好的新產品，替代原有產品。 圖 34：鼎陽科技收入結構按產品性能100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%2

50、0172018低端中端高端32%43%47%52%57%52%50%46%11%5%3%2%201935%58%7%20202021鼎陽科技公告，公司持續加強營銷渠道建設和品牌推廣。2021 年公司銷售費用 3,803 萬元，同比增長 33.65%。公司致力于提高產品全球市場占有率，并逐步實現中高端產品的國產化和進口替代，進而發展成為更具國際品牌影響力和產品創新能力的通用電子測試測量儀器行業優勢企業。通過對新產品開發和市場開拓的不斷加強，產品認可度以及品牌知名度在行業內持續提升，實現了收入和利潤水平整體保持快速增長。26.5 GHz4端口矢量網絡分析儀4GHz 12bit示波器1.5KW 1U

51、寬范圍 直流電源2022年新產品發布計劃40GHz 低相噪微波發生器7.5GHz 手持頻譜矢量網絡分析儀 圖 35：2022 年鼎陽科技新產品在研情況鼎陽科技公告，表 5：鼎陽科技業務情況20182019(百萬元)20202021收入結構按產品數字示波器90105116159波形和信號發生器27323649頻譜和矢量網絡分析儀14212841電源類及其他22313835合計154188218284收入結構按地區國內38384881海外115150170216北美557889n.a.歐洲465864n.a.亞非拉及其他151416n.a.合計154188218297收入結構按商業模式經銷1091

52、42179235直銷8131624ODM37332337合計154188218297財務數據收入154188218284毛利潤79103126172研發費用23272938銷售費用21292838管理費用6998歸母凈利潤29355481財務指標毛利率51.5%54.5%57.8%60.4%研發費用率15.3%14.6%13.3%13.5%銷售費用率13.9%15.6%13.1%13.4%管理費用率4.0%4.8%4.0%3.0%歸母凈利率18.8%18.8%24.7%28.6%鼎陽科技公告；注：鼎陽科技 2021 年產品線收入為測算值坤恒順維公司產品定位于高端無線電測試仿真領域。經過多年積累

53、，公司掌握了高端射頻微波技術、數字電路技術、無線電測試仿真算法實時信號處理技術和非實時信號處理技術。基于上述技術，公司開發構建了具有高速數據交換能力和同步特性的無線通信測試仿真儀表開發平臺 High-data-rate Bus Instrument Platform（簡稱：HBI 平臺）。公司依托 HBI 平臺，自主研制了無線信道仿真儀、射頻微波信號發生器等測試仿真產品，以及為客戶提供優質、高效的無線電測試仿真定制開發產品及系統解決方案。公司處于快速成長期，收入利潤表現亮眼。收入層面，2018-2021 年公司收入由 5,800 萬元增長至 1.6 億元，CAGR 41.0%。公司主打通信、軍

54、工等細分賽道高端電子測量，同華為、中興及各大軍工研究所保持緊密聯系，客戶黏性高，且公司處于快速擴品類階段，計劃于 2022 年、2023 年分別發布頻譜分析儀、矢量網絡分析儀，市場空間有望進一步打開。利潤層面，2018-2021 年公司歸母凈利潤實現從 1,700 萬元到 5,100 萬元增長，CAGR 43.8%，在電子測量行業中增速位于前列。 圖 36：坤恒順維收入及增速 圖 37：坤恒順維凈利潤及增速200105150100500(百萬58收入同比增速(右) 83.0%16190%80%23.970%60%50%40%30% 20%10%0%60(百萬5040301720100凈利潤同比

55、增速(右)5113085.5%453241.8%100%13.080%60%40%20%0%23.7%20182019202020212018201920202021坤恒順維公告坤恒順維公告通過無線信道仿真儀，拓展頻譜分析儀、矢量網絡分析儀市場。公司依靠無線信道仿真儀進入射頻類市場。無線電測試測量儀器的高端低端重點體現在頻段、帶寬、信號品質、穩定性等維度，相關核心指標是技術優勢的直觀體現。需綜合看待技術質保，非聚焦單一技術指標。通過我們梳理，坤恒順維無線信道仿真儀產品性能較海外是德科技、羅德與施瓦茨產品性能相當，坤恒順維在無線信道仿真儀領域的技術積淀也為其構筑了向射頻信號發生器、頻譜分析儀、網

56、絡矢量分析儀延伸的核心技術基礎。研發應用于多場景多天線的信道仿真儀，進一步增強產品競爭力。該產品未來能夠支持 5G 毫米波，高頻段衛星通信、車聯網等應用場景，具備多節點天線組網仿真能力。目前 5G 毫米波信道仿真儀國際國內均無成熟的解決方案，坤恒順維有望實現進一步突破。 圖 38：海內外各公司無線信道仿真儀的核心參數比較技術指標名稱坤恒順維KSW-WNS02/02B是德科技高端系列F64思博倫高端系列Vertex頻率范圍1.5MHz6GHz，可擴頻至6GHz44GHz3MHz6GHz，可擴頻至6GHz12GHz，24.25GHz29.5GHz，37GHz43.5GHz30MHz5.925GHz

57、通道數64通道64通道輸入最大18通道輸出最大32通道最大帶寬2GHz（需要載波聚合）1.2GHz（需要載波聚合）600MHz（獨立通道）最大獨立本振數量12832/EVM（誤差矢量幅度）45dB RMS20MHz 64QAM，100MHz43dB RMS20MHz 64QAM，100MHz/衰落通道最大多徑數量484824無損壞最大輸出功率33dBm35dBm100MHz15dBm100MHz33dBm大規模組網仿真支持支持不支持坤恒順維官網，是德科技官網，思博倫官網，表 6：坤恒順維業務情況20182019(百萬元)20202021收入結構按產品無線信道仿真儀177193111射頻微波信號

58、發生器321126定制化開發產品及系統解決方案34292015模塊化組件4369合計58105130161收入結構按商業模式直銷53102122154經銷5487合計58105130161財務數據收入58105130161毛利潤396890103研發費用6111619銷售費用7111214管理費用56810歸母凈利潤17324551財務指標毛利率68.5%64.3%69.5%63.6%研發費用率9.7%10.8%12.2%11.7%銷售費用率13.0%10.3%9.3%8.9%管理費用率9.2%5.9%5.9%6.1%歸母凈利率29.6%30.1%34.5%31.4%坤恒順維公告優利德公司致力

59、于測試測量儀器儀表的研發、生產和銷售。公司產品廣泛應用于電子、家用電器、機電設備、節能環保、軌道交通、汽車制造、冷暖通、建筑工程、 5G 新基建、新能源、物聯網、大數據中心、人工智能、電力建設及維護、醫療防疫、高等教育和科學研究等領域。公司主要產品分為電子電工測試儀表、測試儀器、溫度及環境測試儀表、測繪測量儀表、電力及高壓測試儀表 5 大類別產品線。電子電工測試儀表包括數字萬用表、數字鉗形表、電壓及連續性測試儀、測電筆網絡尋線儀等產品。主要用于電信號采集、測量、監控等，廣泛應用于電子產品、電器產品、機電設備、軌道交通、汽車、航空電子、礦冶石化設備等的研發、制造、安裝調試、維修維護和教學科研等。

60、測試儀器包括實驗系統綜合測試平臺、示波器、信號發生器、頻譜分析儀、直流穩壓電源和臺式數字萬用表等，應用于電子制造、通訊、高等教育及科研實驗等領域。溫度及環境測試儀表包括紅外熱成像儀、紅外測溫儀及環境測試儀表等，廣泛應用于安防、醫療、冷暖通、器械檢修等諸多領域。測繪測量儀表以土建工程、建筑施工、家庭裝修等應用為主，具體產品包括激光測距儀、激光水平儀及其它測繪測量產品等。2018-2020 年收入、凈利潤穩步增長，2021 年略有下滑。2018-2020 年，公司收入和歸母凈利潤分別從 4.6/0.3 億元提升至 8.8/1.5 億元，CAGR 分別達到 37.9%/114.3% 。 2020-2