示波器的关键指标解析
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目前快速、复杂的数字设计需要比以往任何时候都更多的物理层分析。选择适当的示波器，能有效帮助工程师直接在仪器上进行测量分析，进而将设计验证周期缩短数周。全球80%的工程师使用泰克示波器来加快其设计的调试与测试工作。本文作者——泰克公司大中华区市场开发经理张天生在接受国内某知名媒体专访时就示波器的一些关键指标进行了阐述，并在结尾作了趋势展望。 1. 带宽对示波器有多重要？工程师们还提到种类，也就是说，带宽并不是唯一的衡量指标。高带宽也意味着更多的噪声。怎样处理这个问题？ 事实上，带宽相同的示波器会表现出不同的上升时间，这是因为带宽是在-3 dB处确定的，而没有提供与频响或相位响应的线性度有关的任何信息。不同的放大器特点（滤波器特点）导致频响在高频率时或多或少会急剧下降，会导致放大器可用带宽产生相当大的波动。但是，对应用来说，测量上升沿上发生的错误非常关键，另外在数据信号中，对眼图的张开度影响也很大。正因如此，上升时间指标对在时域中执行测量的设备（示波器）非常重要。通过这一指标，用户可以更容易地理解测量数据。 噪声不仅取决于带宽，还受到超出频带极限时下降陡峭程度的影响。必需在线性频响、适度下降、理想的脉冲特点与噪声之间实现良好平衡。在我们的设备中，您可以限定给定应用的可用带宽，通过在垂直菜单中调节DSP（数字信号处理）带宽，大幅度降低噪声。 2. 最大存储容量意味是什么？现在的标准都不会用到最大存储容量，但哪些应用会用到？ 最大存储容量决定着示波器的记录时间。250M点的存储容量和100 GS/s的采样率 （= 10 ps/点）会产生2.5 ms的最大记录时间。只能通过降低采样率，来提高这一时间。采用DSP频响校正技术的示波器不允许这样做，因此可能会错误理解测量信号。在我们的仪器中，可以激活DSP，把采样率降低到内奎斯特频率（采样率> 2倍输入带宽）；也可以关闭DSP，选择任意采样率，明显提高记录时间。 对抖动测量，记录时间决定着正确测量的抖动频率下限。在50 GS/s和250 MB时，抖动频率下降约为600 Hz。对大多数标准和应用来说，30 MB的存储容量通常已经足够了。 3. ENOB值可以告诉测量工程师什么？ ENOB值（有效比特位）表明了测量信号模数转换时的离散化阶数，这一指标为用户评估示波器的ADC精度提供了一种简单的参考。ENOB值不仅包含了ADC误差，还包含输入放大器的噪声、采样误差、抖动和其它误差来源。ENOB值还与测量的信号频率有关，一般会随着信号频率提高而下降，但即使是在待测信号频率很低时，也无法达到ADC的满值（8bit）。 4.泰克的测量仪器提供了哪些重要的硬件触发功能？ 我们的示波器拥有多个硬件触发电路，除典型的边沿触发外，还提供了复杂的时间和电压相关触发功能。Pinpoint触发可以实现最多1400种触发组合，包括边沿触发、毛刺触发、宽度触发、跳变时间触发、超时触发、码型触发、状态触发、建立时间/保持时间触发、窗口触发、码型触发、状态触发、定时器触发、事件触发、串行字触发（64位）等等。 对采用不同编码的数据信号，泰克还为用户提供了专用触发功能，如AMI、HDB3、BnZS、CMI、MLT3、I2C、SPI和NRZ。高达6.25 GBit/s的8b/10b专用硬件触发是一个例外，它使得用户能够实时触发8b/10b字符、字符串、异常及编码错误。 5. 测量仪器提供了哪些重要的软件触发功能？ 我们把软件触发功能称为“搜索和标记”。对用户来说，非常重要的一点是要理解所有软件触发都是在记录存储器中搜索事件，不能代替硬件触发，因为会出现大的记录空白，所以会漏掉事件。 另一方面，可以在存储器中标记多个事件，并在表格中列出这些事件。搜索和标记设置还可以复制到硬件触发中，因此可以实时触发这些事件。我们的设备还可以把使用的硬件作为选通功能，增加了示波器的分析能力。例如，这可以对找到的DDR存储信号应用读写数据套件，在眼图中显示信号，或执行抖动分析。 6. 示波器未来的发展方向是什么？请简单介绍一下示波器开发的前景。 示波器向更高带宽发展的势头仍在继续，特别是高速通信、宽带RF等方面的设计和生产项目越来越需要高带宽、高精度示波器。比如100G以太网变通方案，它采用复杂的调制技术（DP-QPSK），要求四个模拟输入及超过20 GHz的带宽进行分析。鉴于这些应用，泰克最近推出了33GHz高精度示波器，后续将有博文详细介绍，敬请关注！ 除仪器的内部技术外，开发和增强探头也发挥着非常重要的作用。如果不能分接信号，并指向设备，那么带宽最高的示波器用处也不大。泰克全系列探头尖端，不管是高带宽范围还是用于特殊应用（如电流测量），都有助于展现我们的技术特色。有鉴于此，在许多情况下，都是探头使得测量成为现实，应把探头看作整个测量仪器解决方案非常重要的组成部分。 许多示波器应用还需要专用应用软件，以便用户以自动化方式更简便地分析和评估测量数据。泰克看到这一领域的需求不断增长，特别是中档产品，其可以经济地提供性能测量。泰克正持续开发重要的应用软件，如自动电源测量软件、抖动及中低速串行总线解码技术。泰克新推出的基于Windows 7平台的DPO/MSO5000系列就是一个很好的实例，表明我们以客户可以承受的价格提供了客户需要的解决方案。 |
