32GHz帶寬實時示波器技術揭秘（五）

　　去嵌入或加嵌入技術

　　隨著電路系統(tǒng)的體積越來越小，電路密度越來越高，封裝越來越高級，信號速度越來越快，電路材料FR4卻因成本原因一直被采用，均衡技術 （和加重、去加重技術）只能解決接收端如何盡可能正確恢復信號的要求。在很多時候，我們需要更多的數(shù)學處理技術來完成高質量的測試，比如：

　　去嵌入：去掉信號路徑中所有因素的影響；

　　去插入損耗：去掉信號路徑中插入損耗因素的影響；

　　加嵌入：考慮增加一段信號路徑后帶來的影響；

　　虛擬探頭：用虛擬的高阻探頭來測電壓波形；

　　參考測量面移動：實際可測點和想測的點位置不同，考慮數(shù)學方法實現(xiàn)測量參考面的移動。

　　以上的數(shù)學處理技術，一般用去嵌入或加嵌入來統(tǒng)稱，但也有其它不同的表述方式，實現(xiàn)方法或復雜或簡單，但基本上是要求提供信號路徑的S參數(shù)，如圖6，一個脈沖碼型發(fā)生器產生3Gbps的偽隨機信號，用一根6米長的電纜來連接到示波器以便測試。長電纜對高頻信號是有損耗的，如圖6左面波形所示，101010這樣的高速序列信號幅度往往被衰減，圖6右邊采用去嵌入技術對信號進行補償，你會發(fā)現(xiàn)信號幅度被補償回來。從左圖波形到右圖波形，中間關鍵是找到那個傳遞函數(shù)，而在實際工作中，是借助S參數(shù)來實現(xiàn)的，長電纜的損耗體現(xiàn)在S參數(shù)上，主要是S12。

圖6 去嵌入技術的核心是傳遞函數(shù)的確定，實現(xiàn)的方法則是借助仿真或實測的S參數(shù)

　　加嵌入和去嵌入是相反的過程，我們可以考慮直接連接被測對象的測試結果，然后再在被測對象和示波器間加上一段長電纜，如何推算出加一段電纜之后的測試結果？圖7給出了一個例子，只要提供這根電纜的S參數(shù)即可，圖的左邊顯示的是傳遞函數(shù)，右邊則是脈沖響應和階躍響應，頻域工程師可能喜歡看左邊的圖，時域工程師則可能喜歡右邊的圖，從右邊的圖可以直接看出該電纜帶來的時間延遲是15.2ns.

圖7 加嵌入的核心也是傳遞函數(shù)的確定，實現(xiàn)的方法也是借助仿真或實測的S參數(shù)

　　因為嵌入和去嵌入技術的核心部分是S參數(shù)的引入，有兩個概念，一個是實際測量到的波形，可能是在要測的被測點測到的，也可能是在距離想測的點一定距離處測得的，另一個是仿真波形或數(shù)學處理后的波形，后者是前者引入S參數(shù)仿真出的結果。實際測到的信號一定無可避免示波器的本底噪聲也在其中，引入S參數(shù)后的后續(xù)數(shù)學處理是對實際測試信號的放大或縮小，因此無可避免同時處理了示波器本底噪聲，磷化銦示波器因其本底噪聲很小，則不用過分擔心是否將無法剝離的示波器本底噪聲放大了，從而懷疑測量結果的可信度。

　　回到篇首，磷化銦示波器的出現(xiàn)，到底在哪一方面得到實質性突破？我們可以看出其本底噪聲和本底測量抖動底的極大改進，使得各種數(shù)學處理軟件在高頻信號分析時更具意義，包括眼圖測量、均衡、去嵌入、加嵌入等技術，否則，若示波器硬件本身的誤差已經不可忽視，再經過各種數(shù)學處理分析后被放大，其誤差便可能直接影響測量結果的可信度。像眼圖測試的例子，實際上也許你的被測對象應該是通過測試的，但因為示波器自身誤差大，反而告訴你測量結果不通過。當然，這里要強調一下，本文的所有討論，只對高速被測信號有意義，如果測量的信號速度不高，便沒有這些差異性。