再談帶寬
加入技術(shù)交流群
圖7，示波器波特圖的計(jì)量方法
關(guān)于帶寬的更深入討論，我們需要談到示波器前端放大器幅頻特性的平坦度和滾降特性。力科的一
篇技術(shù)白皮書(shū)中對(duì)此有非常詳細(xì)的解釋。 http://www.lecroy.com/tm/Library/WhitePapers/PDF/Eye_Patterns_in_Scopes-designcon_2005.pdf
現(xiàn)在業(yè)界有三種幅頻特性曲線，分別代表了三個(gè)品牌:Gaussian( 泰克）, 4th oder Bessel (力科)和Maximally Flat（安捷倫）。
Gaussian響應(yīng)在-3dB之后仍衰減很慢。其優(yōu)點(diǎn)是允許被測(cè)信號(hào)的更高頻率成分的諧波能量通過(guò)放大器（這是假定其有采樣率遠(yuǎn)超過(guò) Nyquist），對(duì)于特別快的快沿測(cè)量有幫助。其缺點(diǎn)是在低頻段使被測(cè)信號(hào)嚴(yán)重衰減，特別是對(duì)3次諧波的衰減嚴(yán)重，導(dǎo)致眼圖測(cè)量中產(chǎn)生"花生眼"。
Maximally Flat響應(yīng)或者說(shuō)矩形響應(yīng)似乎是最接近我們教科書(shū)上對(duì)幅頻特性的定義。但幅頻特性接近理想狀況并不意味著是最適合用于示波器的放大器前端。 其對(duì)于帶寬范圍內(nèi)的正弦波測(cè)量有優(yōu)勢(shì)，但由于實(shí)際測(cè)量信號(hào)多是方波信號(hào)，矩形響應(yīng)對(duì)于超過(guò)帶寬范圍內(nèi)的高次諧波完全消除掉，會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的相位失真。假想您購(gòu)買的1GHz示波器是用于200MHz的信號(hào)測(cè)量，矩形響應(yīng)會(huì)將５次諧波以上的能量完全消除掉。這對(duì)于上升沿比較快的脈沖信號(hào)測(cè)量是有問(wèn)題的?！ ?br />力科的 4th oder Bessel 響應(yīng)曲線是對(duì)前兩種的折衷考慮。它在頻率含量最豐富的3次諧波含量衰減很小，在接近帶寬的頻段的相位信息沒(méi)有失真。這對(duì)于串行信號(hào)測(cè)量是非常完美的幅頻特性曲線。
下面圖9是用力科采樣示波器WE100H測(cè)量的5Gbps眼圖，因?yàn)椴蓸邮静ㄆ鲙捀?，噪音小，A/D位數(shù)高，可作為周期重復(fù)性信號(hào)的眼圖測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)。圖10是用力科SDA1100測(cè)量的5Gbps眼圖。 圖11是用其它品牌的12GHz示波器測(cè)量的5Gbps眼圖。一個(gè)有趣的現(xiàn)象是，12GHz帶寬測(cè)量的眼圖有“花生眼”出現(xiàn)。圖12可以一目了然揭示出“花生眼”產(chǎn)生的原因，5Gbps串行信號(hào)的三次諧波是7.5GHz，高斯響應(yīng)曲線在3次諧波處的衰減很大。
評(píng)論