示波器的常見(jiàn)問(wèn)題
答:在ADC,DAC的器件中衡量性能有很多項(xiàng)指標(biāo):象位數(shù)、轉(zhuǎn)換速度、DC精度、開(kāi)關(guān)性能、動(dòng)態(tài)性能(SNR, SINAD,IMD)等等。
27.對(duì)時(shí)鐘的相位噪聲參數(shù)的要求很高的設(shè)計(jì),怎樣測(cè)量相位噪聲?
答:從示波器的角度來(lái)看,可以測(cè)試ADC,DAC的模擬和數(shù)字信號(hào)的幅度,時(shí)間,轉(zhuǎn)換后的信號(hào)質(zhì)量,轉(zhuǎn)換速度,時(shí)鐘和數(shù)據(jù)的建立/保持時(shí)間等參數(shù),還可以通過(guò)TDS示波器中的高級(jí)運(yùn)算功能(頻譜分析功能)來(lái)定性測(cè)量SNR,SINAD等參數(shù)。
28.由于可能需要引入外界的時(shí)鐘,這樣時(shí)鐘存在2選1的問(wèn)題,此時(shí)用什么方案才能使相位噪聲的惡化最???
答:首先要分析抖動(dòng)產(chǎn)生的來(lái)源,示波器來(lái)分析抖動(dòng)是一個(gè)很好的工具,目前可以使用TDS5000B/6000B/7000B系列示波器配合抖動(dòng)分析軟件進(jìn)行徹底抖動(dòng)分析,象確定抖動(dòng)Dj,隨機(jī)抖動(dòng)Rj,Rj和Dj的分離,最后通過(guò)分析造成抖動(dòng)的原因來(lái)消除抖動(dòng)。
29.在示波器上看波形時(shí),用外觸發(fā)和自觸發(fā)來(lái)看有何區(qū)別?
答:示波器的通常觸發(fā)是邊沿觸發(fā),其觸發(fā)條件有2個(gè),觸發(fā)電平和觸發(fā)邊沿;即:信號(hào)的上升沿(或者下降沿)達(dá)到某一特定電平(觸發(fā)電平)時(shí),示波器觸發(fā)。 示波器只有在信號(hào)自觸發(fā)有問(wèn)題的時(shí)候才會(huì)使用外觸發(fā),沒(méi)有哪一個(gè)更好的問(wèn)題。而這種問(wèn)題通常可能是,信號(hào)比較復(fù)雜, 有很多滿足觸發(fā)條件的點(diǎn),無(wú)法每次在同一位置觸發(fā),從而得到穩(wěn)定的顯示。這時(shí)需要使用外觸發(fā)。舉例如下:
觀測(cè)上面的信號(hào),由于ABCD各點(diǎn)都會(huì)觸發(fā),示波器顯示波形將不能穩(wěn)定。這時(shí)可以使用下面的信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào),示波器將得到能夠全部周期的顯示。
30.TDS3032B的帶寬是300MHz,采樣頻率為2.5G/s,采樣頻率為帶寬的8倍。請(qǐng)問(wèn)帶寬和采樣頻率之間有什么固定關(guān)系?我們也有一款其它廠家的示波器,帶寬100MHz、采樣頻率只有200MHz。為什么兩個(gè)示波器的帶寬采樣頻率比相差這么大?
答:帶寬是示波器最重要的指標(biāo),因?yàn)樵跀?shù)字示波器中有ADC,它的采樣率理論上需要滿足Nyquist采樣定律,即被測(cè)信號(hào)的最高頻率信號(hào)的每個(gè)周期理論上至少需要采2個(gè)點(diǎn),否則會(huì)造成混疊。但是在實(shí)際上還取決于很多其它的因素,比如波形的重構(gòu)算法等。泰克示波器采用先進(jìn)的波形重構(gòu)算法,被測(cè)信號(hào)的每個(gè)周期只需要2.5個(gè)點(diǎn)就能夠重構(gòu)波形。也有的示波器采用線性插值算法,可能就需要10個(gè)點(diǎn)。一般采樣率是帶寬的4-5倍就可以比較準(zhǔn)確地再現(xiàn)波形。
泰克的TDS3000B系列是“實(shí)時(shí)采樣”示波器,即,它的單次帶寬(捕獲單次信號(hào)的能力)=重復(fù)帶寬,您所說(shuō)的另一種示波器的單次帶寬顯然不到100MHz,您可以看一下它的指標(biāo)。
31.示波器指標(biāo)中的帶寬如何理解?
答:帶寬是示波器的基本指標(biāo),和放大器帶寬的定義一樣,是所謂的-3dB點(diǎn),即,在示波器的輸入加正弦波,幅度衰減為實(shí)際幅度的70.7%時(shí)的頻率點(diǎn)稱為帶寬。也就是說(shuō),使用100MHz帶寬的示波器測(cè)量1V,100MHz的正弦波,得到的幅度只有0.707V。這還只是正弦波的情形。因此,我們?cè)谶x擇示波器的時(shí)候,為達(dá)到一定的測(cè)量精度,應(yīng)該選擇信號(hào)最高頻率5倍的帶寬。
32.測(cè)量系統(tǒng)的總帶寬如何獲得?
答:測(cè)量系統(tǒng)的總帶寬=0.35/上升時(shí)間1GHz以下示波器。
33.在帶寬一定的條件下,采樣頻率太大是否也沒(méi)有太大的意義?
答:帶寬是限制被測(cè)信號(hào)高頻分量被捕獲的基本條件。使用泰克的示波器每個(gè)被測(cè)信號(hào)周期只需2.5個(gè)點(diǎn)就能夠最大限度的重構(gòu)波形。其它一些示波器需要大于4個(gè)樣點(diǎn)/周期,即100MHZ帶寬示波器單次采集至少需要400MS/s的采樣率,有些示波器甚至需要10個(gè)點(diǎn)(線性內(nèi)插技術(shù))才能保證采集信號(hào)有意義。
34.所謂高斯響應(yīng)示波器和平坦響應(yīng)示波器各有何優(yōu)缺點(diǎn)和適合的領(lǐng)域?
答:在示波器的規(guī)范中并沒(méi)有平坦相應(yīng)和高斯相應(yīng)的指標(biāo)。在示波器中會(huì)出現(xiàn)類似的比較或探討,可能有如下原因:
眾所周知,示波器是時(shí)域的儀器,從泰克發(fā)明第一臺(tái)可觸發(fā)的模擬示波器以來(lái),示波器的帶寬一直是最重要的指標(biāo),它是指示波器內(nèi)部的前置放大器的模擬帶寬。但是,示波器帶寬的定義卻是頻域的定義,即正弦波幅度衰減到-3dB點(diǎn)時(shí)的頻率點(diǎn)。一個(gè)復(fù)雜高速信號(hào)含有豐富的頻譜分量,如果需要精確測(cè)量信號(hào),必須知道它們的每一個(gè)頻譜分量的幅度和相位,所以示波器的幅頻特性和相頻特性非常重要。
從最近幾年的發(fā)展來(lái)看,目前數(shù)字示波器的帶寬越做越高,從泰克2000年推出TDS7000 4GHZ帶寬示波器,2001年推出TDS6000 6GHZ帶寬示波器, 2003年推出TDS7704B 7GHZ帶寬示波器,到最近TDS6804B 8GHZ帶寬示波器,帶寬幾乎每年都在提升。當(dāng)示波器帶寬到達(dá)幾個(gè)GHZ時(shí),前置放大器作為模擬器件,保證良好的幅頻和相頻特性越來(lái)越難,泰克是掌握這一最關(guān)鍵技術(shù)的唯一公司。有些廠商無(wú)法做到,就不得不采用其它的一些方法來(lái)修補(bǔ)模擬器件帶寬的不足,獲得更高的帶寬,頻響曲線自然發(fā)生變化。
隨著目前各種高速信號(hào)越來(lái)越多,信號(hào)速率越來(lái)越快,對(duì)實(shí)時(shí)示波器提出了新的要求,示波器廠商的數(shù)字示波器中也出現(xiàn)了一些新的技術(shù),最顯著的是示波器通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)(DSP)來(lái)得到更好的性能。DSP就在數(shù)字示波器主要應(yīng)用包括:
增強(qiáng)帶寬
更快的上升時(shí)間
增益和波形校準(zhǔn)與改善
幅度和相位的改善
光參考接收機(jī)歸一化
其中泰克的第三代示波器(DPO)就是DSP技術(shù)的最好體現(xiàn)。合理的利用DSP可以提升示波器測(cè)試的信號(hào)保真度。
但是,DSP技術(shù)的使用會(huì)是每一個(gè)示波器的使用者產(chǎn)生迷惑,特別是在“帶寬是否可以通過(guò)DSP可以提升”,“ 示波器的帶寬是模擬帶寬,和DSP技術(shù)有何關(guān)系”,“當(dāng)前的示波器帶寬到底是模擬帶寬還是DSP帶寬?” “DSP技術(shù)帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)是什么?”
在泰克最新的TDS6804B 8GHZ帶寬的示波器中的模擬帶寬是7GHZ,通過(guò)DSP增強(qiáng)后的帶寬是8GHZ,為了保證每一個(gè)測(cè)試人員對(duì)這兩種方式的理解,在TDS6804B中可以打開(kāi)和關(guān)閉DSP的帶寬增強(qiáng)功能。泰克將DSP增強(qiáng)帶寬帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)和問(wèn)題告訴每一個(gè)測(cè)試人員,幫助測(cè)試人員理解模擬帶寬和DSP增強(qiáng)帶寬的測(cè)試結(jié)果,更好的進(jìn)行高速信號(hào)測(cè)試。
35.除高斯響應(yīng)示波器和平坦響應(yīng)示波器之外,還有基于其它響應(yīng)的示波器嗎?
答:示波器前置放大器的頻響特性是決定測(cè)試結(jié)果的最關(guān)鍵因素,它由模擬器件決定。關(guān)鍵在于用何種方法來(lái)獲得足夠的頻響。
評(píng)論