DSP在DSA70000系列示波器中的應(yīng)用概述

泰克 DSA70000 新型示波器采用了一系列創(chuàng)新的數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)，以增強(qiáng)頻率和相位響應(yīng)、通道匹配性、探頭系統(tǒng)性能、信噪比表現(xiàn)及其他重要技術(shù)特性，從而令整個(gè)示波器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)均隨之受益。為了對(duì)儀器硬件的固有性能作出補(bǔ)充，泰克投入了大量精力來(lái)開(kāi)發(fā)這些 DSP 技術(shù)。

增強(qiáng)通道性能——優(yōu)化響應(yīng)

基于 DSP 的通道性能增強(qiáng)是 DSA70000 系列性能的重要基石。該系列中的每個(gè)型號(hào)也因此得以實(shí)現(xiàn)非常平坦的頻幅響應(yīng)和相位線性。
在理想情況下，示波器的頻幅響應(yīng)可在其帶寬覆蓋的整個(gè)頻域內(nèi)保持恒定。DSA70000 系列產(chǎn)品利用了 DSP 消除不規(guī)則的頻幅響應(yīng)——亦即波峰和波谷，使其在整個(gè)帶寬范圍內(nèi)保持均衡的相應(yīng)狀態(tài)。

這樣帶來(lái)的好處顯而易見(jiàn)：DSA70000 系列的每個(gè)型號(hào)都能在其擁有的整個(gè)帶寬范圍內(nèi)獲得突出的測(cè)量精度。以 12 GHz 的 DSA71254 為例，該設(shè)備在捕捉頻率為 10 GHz 的信號(hào)時(shí)所能達(dá)到的信號(hào)精度與捕獲100 MHz頻率的信號(hào)時(shí)所具備的信號(hào)精度基本相同，且信號(hào)保真度在整個(gè)頻率范圍內(nèi)保持不變。而該系列旗艦產(chǎn)品 DSA72004 在 20 GHz 帶寬條件下所提供的響應(yīng)特性與DSA71254 在其額定帶寬范圍內(nèi)所能提供的相應(yīng)特征也別無(wú)二致。

DSA70000 系列的頻率衰減特性同樣也因 DSP 而得到增強(qiáng)。此處的目標(biāo)是控制響應(yīng)的衰減速度，以求在保持瞬時(shí)響應(yīng)和降低帶外噪音之間取得最佳的優(yōu)化平衡。衰減太慢會(huì)使更多的高頻噪聲進(jìn)入測(cè)量頻帶。衰減太快則會(huì)削弱信號(hào)的頻率以至于影響信號(hào)的精確度和瞬變的平滑度。 DSA70000 系列運(yùn)用的 DSP 技術(shù)既能夠非常精確的控制衰減程度，同時(shí)又可以兼顧抑制噪音和瞬時(shí)響應(yīng)之間的優(yōu)化平衡關(guān)系。正是這一特性成就了DSA70000 系列產(chǎn)品的超高信號(hào)保真度。

通道匹配

DSA70000 系列從 DSP 技術(shù)中獲得的另一優(yōu)勢(shì)是通道匹配。該系列包括 4 通道的型號(hào)，頻率范圍從 4 GHz 到 20 GHz。DSP 控制調(diào)整每個(gè)通道的響應(yīng)性能，經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)，每個(gè)通道都具有同樣理想的響應(yīng)特性。因此任何 DSA70000 系列示波器中的每個(gè)測(cè)試通道都能和儀器中其他的通道之間實(shí)現(xiàn)高度匹配，而且這一匹配程度要比沒(méi)有 DSP 輔助時(shí)的匹配度高得多，而且四個(gè)通道的步進(jìn)響應(yīng)實(shí)際上完全一致。對(duì)基于多線串行技術(shù)的設(shè)計(jì)進(jìn)行偽差分測(cè)量或者是通道間測(cè)量時(shí)，這一性能非常有價(jià)值。

該系列產(chǎn)品所具有的同樣重要的另一個(gè)特性是在 DSA70000 系列中任何型號(hào)設(shè)備中的單一通道都能和同型號(hào)示波器中的任何一個(gè)通道實(shí)現(xiàn)精確匹配——無(wú)論這些通道是在同一個(gè)儀器內(nèi)還是在全球任何地方的多個(gè)儀器內(nèi)。這樣，即使在不同的地方采用不同的儀器測(cè)量，同樣可確保測(cè)試的可重復(fù)性。

探頭也獲得 DSP 技術(shù)的提升

DSP 也是 DSA70000 系列探測(cè)信號(hào)通路的一部分，它使示波器能夠充分發(fā)揮高性能差分探頭及其高帶寬可分離探針?biāo)哂械男阅軆?yōu)勢(shì)。

探頭所擁有的 DSP 性能作為名義上的濾波均衡器，專(zhuān)用于探頭路徑上，這樣能夠把探頭更緊密而有效地整合到示波器系統(tǒng)中。此舉亦可確保探頭和示波器一起工作時(shí)仍可實(shí)現(xiàn)最平坦的頻率響應(yīng)。通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的菜單選擇，用戶(hù)能夠把系統(tǒng)所有的性能優(yōu)勢(shì)直接拓展到探針上，例如包括水平頻幅、線性相位、減少的帶外頻率，以及保持瞬時(shí)響應(yīng)等等。

結(jié)論

泰克 DSA70000 系列的推出標(biāo)志著 DSP 技術(shù)的應(yīng)用不再局限于以往對(duì)示波器中帶寬的拓展功能。

強(qiáng)大的 DSP 工具是該系列各型號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)配置。DSP 增強(qiáng)功能從改善噪聲特性到優(yōu)化探頭性能等各個(gè)環(huán)節(jié)賦予示波器增強(qiáng)的性能優(yōu)勢(shì)。對(duì)于必需對(duì)高速設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行可重復(fù)精確測(cè)量才能取得成功的工程師來(lái)說(shuō)，這些正是 DSA70000 的獨(dú)特價(jià)值所在。另外，同時(shí)推出的超高性能數(shù)字熒光示波器DPO70000 系列也擁有上述的 DSP 特性和性能。