ทำไมดิจิตอลสโคปจึงมีราคาแพง

ฉันเป็นผู้เริ่มต้นในงานอดิเรกอิเล็กทรอนิกส์และฉันสงสัยว่าทำไมออสซิลโลสโคปดิจิตอลยังคงมีราคาแพงเช่นนี้?

ในช่วงเวลาของซีพียู GHz ราคาถูก, USB 3, โมเด็ม ADSL, ตัวรับสัญญาณ DVB-S, เครื่องเล่นบลูเรย์ซึ่งทั้งหมดนั้นมีความถี่สัญญาณนาฬิกาที่โดดเด่น / อัตราการสุ่มตัวอย่างทำให้ฉันสงสัยว่าทำไมออสซิลโลสโคปดิจิตอล 10MHz ยังมีราคาแพงมาก 100MHz อยู่ในระดับสูงแล้ว

จะอธิบายได้อย่างไร?
ADC แตกต่างจากออสซิลโลสโคปแบบดิจิทัลจากอุปกรณ์ใดอุปกรณ์หนึ่งที่กล่าวถึงข้างต้นคืออะไร

ฉันแรกเห็นด้วยกับโปสเตอร์อื่น ๆ ที่เป็นไปได้ทางเศรษฐศาสตร์ของขนาด อุปกรณ์ของผู้บริโภคมีการผลิตในล้านในขณะที่ตลาดดังกล่าวไม่ได้มีอยู่สำหรับออสซิลโลสโคปดิจิตอล

ประการที่สองOscilloscope ของเป็นอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำ พวกเขาจำเป็นต้องได้รับการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขาอยู่ในมาตรฐานที่คาดหวัง ซึ่งจะเป็นการเพิ่มต้นทุน

สำหรับแบนด์วิดธ์ เกณฑ์ Nyquist ระบุว่าอัตราการสุ่มตัวอย่างควรมีความถี่อย่างน้อยสองเท่าที่คุณต้องการวัด แต่ถึงแม้จะเป็นสองเท่าของอัตรามันก็แย่สุด ๆ พิจารณาภาพต่อไปนี้:

คำบรรยายกราฟบอกเล่าเรื่องราว คุณต้องใช้แบนด์วิดท์ที่ระบุเกินจำนวนที่กำหนดเพื่อให้ได้สัญญาณที่ถูกต้องของสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยม (ฮาร์โมนิกความถี่สูง) และแบนด์วิดธ์ที่สูงขึ้น = ต้นทุนที่สูงขึ้น

ในที่สุดความแม่นยำแบนด์วิดท์และปริมาณการผลิตที่ จำกัด จะผลักดันราคา

การประหยัดจากขนาด - รายการอื่น ๆ ที่คุณกล่าวถึงเป็นอุปกรณ์ของผู้บริโภคที่ผลิตขึ้นในล้าน ออสซิลโลสโคปจะผลิตเป็นพัน ๆ ตัว (หรือน้อยกว่า) ซึ่งสร้างความแตกต่างอย่างมากในด้าน R&D ค่าตัดจำหน่าย BOM (รายการวัสดุ) และค่าใช้จ่ายในการประกอบ

ปริมาณการผลิตที่ลดลงเป็นสาเหตุสำคัญและประการที่สองคุณซื้ออุปกรณ์ทดสอบซึ่งเป็นสิ่งที่พิเศษ หากคุณดูที่การฉีกขาดของ DSO ราคาถูกเช่นRigol DS1052คุณจะเห็นสิ่งที่จำเป็นเพียงเพื่อให้ขอบเขตการเข้าน้อย พวกเขามี 5 ADC คู่ (โอเวอร์คล็อกเพื่อลดการกำหนดราคาไว้แล้ว!) หาก ADC ของเหล่านั้นอยู่ที่ 4 ดอลลาร์สหรัฐ (เป็นการคาดเดาแบบสุ่มปริมาณมาก ๆ ) นั่นคือ 20 ดอลลาร์สำหรับ ADC วงจรดิจิทัลในการขับเคลื่อนและอ่านของ ADC นั้นอาจมีราคาแพงมากเช่นกัน (FPGA, CLPD, DSP proccesors ไม่ถูก) ฉันเดาว่าส่วนหน้าแบบอะนาล็อกนั้นเพิ่มมากขึ้นเช่นกัน 25 เหรียญ จากนั้นจะมีค่าใช้จ่าย PCB, การผลิต, กรณี, หน้าจอสี, แผงด้านหน้า, พาวเวอร์ซัพพลาย, มวย, การจัดส่งและวิศวกรจ่ายเงินในการออกแบบ / สนับสนุนมัน ฉันไม่เห็นว่าพวกเขาจะขายผลิตภัณฑ์นั้นให้น้อยลงได้อย่างไร ฉันคิดว่า DS1052E อยู่ที่นี่ประมาณ 300 ยูโรในยุโรป

หากคุณดูการลดลงของ DSO ที่แพงกว่าอย่างAgilent 3000Xฉันคิดว่าราคาจำนวนมากไปสู่การผลิตและออกแบบชิป ASIC เหล่านั้น ชิป ASIC เป็น IC ดิจิตอลที่ออกแบบเอง มันเหมือนกับ FPGA แต่มีความเร็วและ 'อวกาศ' มากกว่า ลองนึกภาพคุณออกแบบชิปที่คุ้นเคยกับผลิตภัณฑ์ของคุณอย่างสมบูรณ์ ฉันมั่นใจว่าพวกเขาจะต้องเสียเงินเป็นจำนวนมากเพื่อลงจากพื้น

กลับมาสู่ประสิทธิภาพ 'กับพีซี': ASIC เหล่านั้นประมวลผลรูปคลื่น 1M ต่อวินาที หากคุณมีหน่วยประมวลผลที่ทำงานที่ 3GHz จะมีเพียงเห็บนาฬิกา 3000 อันระหว่างแต่ละจุดกระตุ้นเพื่อประมวลผลสัญญาณ คุณคิดว่ามีกี่จุดในหน่วยความจำรูปคลื่น? มันอาจเป็น 4K นั่นหมายความว่าตัวประมวลผลจำเป็นต้องประมวลผล 4/3 ของตัวอย่างใน 1 นาฬิกา ไม่มีทาง! นอกจากนี้พีซีสำหรับผู้บริโภคและความเร็วในการประมวลผลนั้นถูกสร้างขึ้นรอบ ๆ และระบบปฏิบัติการบัส PCI-e และสิ่งที่ซับซ้อนระดับไฮเอนด์ ขอบเขตระดับสูงที่เก่ากว่านั้นใช้บอร์ด PC สำหรับการวิเคราะห์ภายหลัง มันไม่เร็วพอที่จะประมวลผลแสดงและวิเคราะห์รูปคลื่นในเวลาเดียวกัน

โปรดทราบว่าขอบเขตนี้มีความเร็วการสุ่มตัวอย่างสูงสุด (แบบเรียลไทม์) (ดังนั้นจึงไม่มีการหลอกด้วยซอฟต์แวร์) ที่ 4GSa / S หากคุณมีคุณสมบัติเช่นการทริกเกอร์โปรโตคอลแบบอนุกรม (เช่นคุณส่งอักขระ 'A' ผ่านบัสอนุกรมซึ่งจะทำให้เกิดขอบเขต) คุณเพียงแค่ต้องการฮาร์ดแวร์ที่กำหนดเองเท่านั้น แน่นอนขอบเขตที่แสดงมีราคา $ 12K (ทำให้คุณเป็นรถที่น่าพึงพอใจในตอนนี้เช่นกัน!) แต่เห็นได้ชัดว่าวิศวกรต้องการเครื่องมือเหล่านี้และนี่คือสิ่งที่จะทำให้เกิดขึ้นได้

ฉันซื้อออสซิลโลสโคป Rigol DS1052E บนพื้นฐานของ Dave Jones eevblog # 37 ฉีกในเดือนพฤษภาคมปีนี้ราคา£ 257.76 + ไปรษณีย์ 31.20 ปอนด์ (คุ้มค่าที่จะดูมันทั่วโลกใช้เวลาสองสัปดาห์) จากBestOfferBuy ฉันดีใจกับมันมากและฉันเห็นว่าตอนนี้ราคาอยู่ที่ประมาณ 215 ปอนด์ซึ่งเป็นราคาไปรษณีย์ มีอีกเวอร์ชั่นหนึ่งที่มีตัววิเคราะห์ดิจิตอล 16 ช่องรวมอยู่ด้วย

ฉันไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับ Rigol หรือ BestOfferbuy ยกเว้นในฐานะลูกค้าที่ยินดี

ข่าวประชาสัมพันธ์ฉบับนี้ถูกกล่าวหาว่าอธิบายว่าพวกเขาสามารถผลิตได้ในราคาถูกโดยไม่ลดคุณภาพ:

การแย่งชิงการแข่งขันระดับท้องถิ่นชนะการยอมรับระดับโลก

Tip O'Neill ประธานสภาผู้แทนราษฎรแห่งสหรัฐอเมริกาเคยกล่าวไว้ว่า "การเมืองทั้งหมดเป็นของท้องถิ่น" Rigol Technologies ซึ่งเป็นผู้ผลิตเครื่องดนตรีในกรุงปักกิ่งอาจเขียนข้อพิสูจน์ของแถลงการณ์ดังกล่าวว่า "ธุรกิจทั้งหมดเป็นธุรกิจในท้องถิ่น"

ก่อตั้งขึ้นในเดือนกรกฎาคม 2541 บริษัท เปิดตัวผลิตภัณฑ์ตัวแรก - ออสซิลโลสโคปเสมือนที่ออกแบบมาเพื่อทำงานกับพีซี - ในเวลาน้อยกว่าหนึ่งปี ความสำเร็จของ บริษัท นำไปสู่การพัฒนาออสซิลโลสโคปแบบสแตนด์อโลนให้สมบูรณ์และแยกสาขาออกเป็นส่วนอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ ในปี 2549 บริษัท ได้เปิดตัวออสซิลโลสโคปดิจิตอล DS 1000C ซึ่งได้รับรางวัลมากมายในประเทศจีน

ขอบเขตนี้เป็นความก้าวหน้าของ Rigol ซึ่งเป็นรูปแบบขนาดเล็กหน่วยความจำลึกตัวเลือกแบนด์วิดธ์ที่กว้างและราคาต่ำ และความสำเร็จก็นำการเยินยอแบบธรรมดามาเลียนแบบ ในปี 2550 Rigol เป็นผู้ผลิต DSO อันดับ 2 ในประเทศจีนผลิตมากกว่า 40,000 DSO ต่อปี ในปีเดียวกันสำเนาของขอบเขตจากผู้ผลิตจีนไม่กี่คนก็เริ่มปรากฏให้เห็น ในประเทศจีนที่การคุ้มครองทรัพย์สินทางปัญญายังคงสุกงอมการฝึกฝน "การเคาะ" การออกแบบของคนอื่นเป็นเรื่องปกติ (Rigol ได้ฟ้องผู้คัดลอกสำเร็จแล้ว)

การคัดลอกผลิตภัณฑ์ Rigol อย่างรวดเร็วทำให้ บริษัท ตรวจสอบกลยุทธ์ทางธุรกิจ การออกจากตลาดต่ำเป็นไปไม่ได้เพราะความสำคัญของตลาดการศึกษาต่อแผนธุรกิจในปัจจุบันและอนาคตของ Rigol ความเป็นไปได้อื่น ๆ คือการหาวิธีทางเทคนิคในการทำให้ห่างจากผู้ลอกเลียนแบบ Wang Yue ผู้ก่อตั้งและประธานของ Rigol รวมถึงสถาปนิกระบบหลักสำหรับแพลตฟอร์มเครื่องมือสำคัญส่วนใหญ่ของ บริษัท ตัดสินใจใช้ทรัพยากร R&D ของ Rigol กำลังซื้อและต้นทุนการผลิตต่ำเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่แม้แต่ผู้ที่คัดลอกมา ไม่สามารถขีดเส้นใต้ได้

เนื่องจาก Rigol ใช้ส่วนประกอบแบบไม่ต่อเนื่องจึงเป็นผู้ซื้อ ADC เชิงพาณิชย์รายใหญ่ที่สุดและชิ้นส่วน DSO อื่น ๆ ดังนั้นจึงใช้กำลังซื้อนี้เพื่อลดต้นทุนชิ้นส่วน ด้วยความเชื่อมั่นว่าจะสามารถเพิ่มปริมาณการขายเป็นสองเท่าได้ในขณะที่ผลักราคาลงทีมวิจัยและพัฒนาได้กำหนดโครงการสร้างการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วด้วยวงจรการออกแบบผลิตภัณฑ์หนึ่งปี ทีมผู้ผลิตสร้างวิธีเพิ่มปริมาณด้วยต้นทุนเพิ่มเติมเพียงเล็กน้อยและลดต้นทุนโดยรวมโดยรวม

ผลลัพธ์คือกลุ่มผลิตภัณฑ์ DS 1000E สายไม่เพียง แต่จะประสบความสำเร็จในตลาดบ้าน แต่ในยุโรปและอเมริกาเช่นกัน

ฉันไม่รู้เกี่ยวกับการเมืองและธุรกิจมากเกินไป (ปริมาณการผลิตและความต้องการความแม่นยำต่ำดูเหมือนคำอธิบายที่สมเหตุสมผล) แต่ฉันรู้ว่าชิปตัวแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิทัลนั้นมีราคาแพงมาก ใน Digikey พวกเขาสามารถวิ่งเข้าหลักพันและชิปที่แพงที่สุดคือ$ 14,000สำหรับ ADC ช่องทางเดียว!

วิกิพีเดียบทความเกี่ยวกับ ADCs อธิบายถึงวิธีชิปเหล่านี้ได้รับราคาแพงดังนั้น:

$2^N - 1$

$2^{10}=1024$

ชิปที่เร็วขึ้น (GSa / s) มีแนวโน้มที่จะเป็น ADC ที่มีประสิทธิภาพสูงเช่นนี้ ดังนั้นสำหรับออสซิลโลสโคปแบบ 4 ช่องสัญญาณ gigasample เหล่านี้สามารถเพิ่ม $ 4,000 ลงในป้ายราคาได้อย่างง่ายดาย

เมื่อเปรียบเทียบกับขอบเขตอะนาล็อกขอบเขตดิจิทัลไม่แพงเลย ฉันไม่คิดว่ามันเป็นเทคโนโลยีที่มากพอ ๆ กับตลาดที่มีปริมาณน้อยเช่น tcrosley เพิ่งพูด แม้ว่าคุณจะสร้างขอบเขตด้วยชิ้นส่วนที่ผลิตได้จำนวนมาก แต่ก็ยังมีค่าใช้จ่ายด้านวิศวกรรมที่ไม่เกิดขึ้นซ้ำ (NRE) ในการออกแบบสิ่งของและโดยพื้นฐานแล้วก็คือ NRE ที่คุณจ่ายเงิน