影響示波器測試的因素
示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器。它能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖像,便于人們研究各種電現象的變化過程。示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束,打在涂有熒光物質的屏面上,就可產生細小的光點(這是傳統的模擬示波器的工作原理)。在被測信號的作用下,電子束就好像一支筆的筆尖,可以在屏面上描繪出被測信號的瞬時值的變化曲線。利用示波器能觀察各種不同信號幅度隨時間變化的波形曲線,還可以用它測試各種不同的電量,如電壓、電流、頻率、相位差、調幅度等等。
眾所周知,示波器是時域的儀器,從泰克發明第一臺可觸發的模擬示波器以來,示波器的帶寬一直是重要的指標,它是指示波器內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點時的頻率點。一個復雜高速信號含有豐富的頻譜分量,如果需要精確測量信號,必須知道它們的每一個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。
從近幾年的發展來看,目前數字示波器的帶寬越做越高,從泰克2000年推出TDS70004GHZ帶寬示波器,2001年推出TDS60006GHZ帶寬示波器,2003年推出TDS7704B7GHZ帶寬示波器,到近TDS6804B8GHZ帶寬示波器,帶寬幾乎每年都在提升。當示波器帶寬到達幾個GHZ時,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越難,泰克是掌握這一關鍵技術的唯一公司。有些廠商無法做到,就不得不采用其它的一些方法來修補模擬器件帶寬的不足,獲得更高的帶寬,頻響曲線自然發生變化。
隨著目前各種高速信號越來越多,信號速率越來越快,對實時示波器提出了新的要求,示波器廠商的數字示波器中也出現了一些新的技術,顯著的是示波器通過數字信號處理技術(DSP)來得到更好的性能。DSP就在數字示波器主要應用包括:
增強帶寬
更快的上升時間
增益和波形校準與改善
幅度和相位的改善
光參考接收機歸一化
其中泰克的第三代示波器(DPO)就是DSP技術的好體現。合理的利用DSP可以提升示波器測試的信號保真度。
但是,DSP技術的使用會是每一個示波器的使用者產生迷惑,特別是在“帶寬是否可以通過DSP可以提升”,“示波器的帶寬是模擬帶寬,和DSP技術有何關系”,“當前的示波器帶寬到底是模擬帶寬還是DSP帶寬?”“DSP技術帶來的負面效應是什么?”
在泰克新的TDS6804B8GHZ帶寬的示波器中的模擬帶寬是7GHZ,通過DSP增強后的帶寬是8GHZ,為了保證每一個測試人員對這兩種方式的理解,在TDS6804B中可以打開和關閉DSP的帶寬增強功能。泰克將DSP增強帶寬帶來的優點和問題告訴每一個測試人員,幫助測試人員理解模擬帶寬和DSP增強帶寬的測試結果,更好的進行高速信號測試。
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