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示波器基礎知識(三)

來源:上海騁利電子科技有限公司   2013年09月26日 15:43  

1、關于holdoff,所謂觸發與非觸發,示波器對采集信號的處理有什么區別?

 

答:對于數字示波器,不論是否觸發,示波器實際上都是在不斷地采集波形,但是如果只有穩定的觸發才能有穩定的顯示。也會出現這種狀況,示波器觸發電路的模式出于“自動”模式,即不論是否滿足觸發條件都進行波形顯示。如果使用“通常”Normal模式,不滿足觸發條件就不會顯示波形。

 

2、關于holdoff,如果在水平時間分辨率不變的前提下,是否百分比設置越大(對應信號顯示逐漸穩定)那么就意味著信號的周期越長?

 

答:是的,百分比越大,釋抑時間越長。

 

3、如何使用示波器測量差分信號?

 

答:的方法是選用差分探頭,這時測到的信號zui為真實客觀;若沒有差分探頭,可使用兩個差分探頭接到示波器的兩個通道上(如Ch1、Ch2),然后用數學運算,得到ch1-ch2的波形并進行分析,這時盡量保持兩根探頭*一樣,示波器兩個通道的Vertical,scale( 每格多少伏)設置一樣,否則,誤差會較大。

 

4、怎樣用示波器測量出USB總線上的差分信號?

 

答:USB,信號的測試分為2種情況:

*種是需要進行符合USB組織定義USB1.1/2.0總線的物理層測試規范,只有通過USB一致性測試后方可打上USB標識。USB物理層一致性測試分為很多個測試項目,主要是考察USB信號的信號質量如何,像Signal、Quality、Test、Droop、&、Drop、Test、Inrush、Current、Test、HS、Specific、Tests、Chirp、Test、Monotonic、Test、Receiver、sensitivity、Test、Impedance、Test、TDR等等。

 

第二種情況是僅觀測USB總線上的信號,可以選擇合適的差分探頭連接到D+,D-,直接進行USB信號的觀測。USB2.0信號速度比較快,上升時間為幾百皮秒,為了保證信號的包真度測試,需要選擇大于2GHz的示波器 和差分探頭進行測試。

 

5、PCB板上的高速信號特征:XAUI接口3.125GBd串行差分信號:60ps,請問需要多高帶寬的示波器 才能測量?測量誤差可達多少?

 

答:對XAUI接口3.125GBd。串行差分信號,聽起來有點象InfiniBand信號,用正弦內插的方式,或類似等效采樣的方式來采集,但由于本身帶寬和觸發抖動等因素,在其測量100ps ~130ps范圍內的上升時間時,采用7GHz差分探頭可保證誤差±3%,對于80ps的上升時間測量,其誤差會大于10%,雖然這已經是實時示波器中的方案,單就上升時間測量而言,zui的方案是安捷倫的網絡分析儀(需配上物理層分析軟件),因為其帶寬可高達50GHz。

 

6、對時鐘的相位噪聲參數的要求很高的設計,需要考慮哪些關鍵性的問題來降低相位噪聲?

 

答:在ADC,DAC的器件中衡量性能有很多項指標:象位數、轉換速度、DC精度、開關性能、動態性能(SNR,SINAD,IMD)等等。

 

7、對時鐘的相位噪聲參數的要求很高的設計,怎樣測量相位噪聲?

 

答:從示波器的角度來看,可以測試ADC,DAC的模擬和數字信號的幅度,時間,轉換后的信號質量,轉換速度,時鐘和數據的建立/保持時間等參數,還可以通過TDS示波器中的運算功能(頻譜分析功能)來定性測量SNR,SINAD等參數。

 

8、由于可能需要引入外界的時鐘,這樣時鐘存在2選1的問題,此時用什么方案才能使相位噪聲的惡化zui小?

 

答:首先要分析抖動產生的來源,示波器來分析抖動是一個很好的工具,目前可以使用TDS5000B/6000B/7000B系列示波器配合抖動分析軟件進行*抖動分析,象確定抖動(Dj),隨機抖動(Rj),Rj和Dj的分離,zui后通過分析造成抖動的原因來消除抖動。

 

9、在示波器上看波形時,用外觸發和自觸發來看有何區別?

 

答:示波器的通常觸發是邊沿觸發,其觸發條件有2個,觸發電平和觸發邊沿。即:信號的上升沿(或者下降沿)達到某一特定電平(觸發電平)時,示波器觸發。示波器只有在信號自觸發有問題的時候才會使用外觸發,沒有哪一個更好的問題。而這種問題通常可能是,信號比較復雜,有很多滿足觸發條件的點,無法每次在同一位置觸發,從而得到穩定的顯示。這時需要使用外觸發。舉例如下:

 

觀測上面的信號,由于ABCD各點都會觸發,示波器顯示波形將不能穩定。這時可以使用下面的信號作為觸發信號,示波器將得到能夠全部周期的顯示。

 

10、TDS3032B的帶寬是300MHz,采樣頻率為2.5G/s,采樣頻率為帶寬的8倍。請問帶寬和采樣頻率之間有什么固定關系?我們也有一款其它廠家的示波器,帶寬100MHz、采樣頻率只有200MHz。為什么兩個示波器的帶寬采樣頻率比相差這么大?

 

答:帶寬是示波器zui重要的指標,因為在數字示波器中有ADC,它的采樣率理論上需要滿足Nyquist采樣定律,即被測信號的zui高頻率信號的每個周期理論上至少需要采2個點,否則會造成混疊。但是在實際上還取決于很多其它的因素,比如波形的重構算法等。泰克示波器 采用先進的波形重構算法,被測信號的每個周期只需要2.5個點就能夠重構波形。也有的示波器 采用線性插值算法,可能就需要10個點。一般采樣率是帶寬的4-5倍就可以比較準確地再現波形。

 

泰克的TDS3000B系列是“實時采樣”示波器,即,它的單次帶寬(捕獲單次信號的能力)=重復帶寬,您所說的另一種示波器 的單次帶寬顯然不到100MHz,您可以看一下它的指標。

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