示波器基礎(chǔ)系列之十六—— 示波器響應(yīng)方式對(duì)信號(hào)采集保真

3、如何選擇合適的示波器響應(yīng)模式

以上分析了了幾種示波器響應(yīng)的不同特點(diǎn)，以及它們的適用領(lǐng)域。示波器響應(yīng)優(yōu)化如何提高信號(hào)采集的保真度，我們可以做出以下結(jié)論：

1、 用戶輸入信號(hào)與屏幕上顯示的波形之間的擬合程度“永遠(yuǎn)”受到示波器響應(yīng)方式的影響；

2、 任何示波器都有非理想的行為，包括幅度衰減，相位偏差，噪聲波動(dòng)等；

3、 每個(gè)示波器廠家都會(huì)采取某種手段去最小化示波器響應(yīng)對(duì)被測(cè)信號(hào)的負(fù)面影響，通常會(huì)帶來(lái)性能的折中。而且需要認(rèn)識(shí)到?jīng)]有哪種示波器響應(yīng)是理想的，最好的響應(yīng)永遠(yuǎn)取決于用戶的實(shí)際應(yīng)用。

一般情況下，每個(gè)示波器廠家會(huì)根據(jù)自身儀器的市場(chǎng)側(cè)重點(diǎn)，為高帶寬示波器配置上述三種脈沖響應(yīng)優(yōu)化的一種，比如有的儀器廠商側(cè)重于射頻信號(hào)或矢量調(diào)制信號(hào)測(cè)試領(lǐng)域，它的示波器就只提供平坦化的響應(yīng)優(yōu)化模式，而有的儀器廠商為追求更高的眼圖生成效果，就只提供Eye Mode響應(yīng)方式，實(shí)際上用戶的需求可能是多方面的，既需要測(cè)試信號(hào)通用特性，也可能需要分析串行數(shù)據(jù)信號(hào)質(zhì)量，還可能需要采集射頻信號(hào)等，僅提供一種響應(yīng)模式無(wú)法滿足客戶希望使用示波器全部?jī)r(jià)值的需求。

力科最新推出的WaveMaster 8Zi系列高端示波器不僅具有業(yè)界最好的性能指標(biāo)，包括最高的30GHz模擬帶寬，最快的80GSa/s實(shí)時(shí)采樣率和最深的512Mpts可分析存儲(chǔ)深度，而且還首次實(shí)現(xiàn)了在同一臺(tái)示波器上同時(shí)支持三種脈沖響應(yīng)優(yōu)化模式的功能，從而為用戶的不同測(cè)試需求提供了最高的信號(hào)采集保真度。

以16GHz帶寬的 WaveMaster 816Zi為例，標(biāo)稱的儀器典型上升時(shí)間(10%-90%)為28ps，而三種響應(yīng)優(yōu)化模式分別實(shí)測(cè)的上升時(shí)間值為(Pulse Mode)29ps，(Eye Mode)27ps，(Flatness Mode)25ps；過(guò)沖值分別為2%，6%，8% ，符合本文以上的分析結(jié)果.

下圖6和圖7顯示的是WaveMaster 816Zi示波器分別采用Flat Mode和Eye Mode響應(yīng)優(yōu)化方式對(duì)同一階躍脈沖實(shí)際測(cè)量結(jié)果的對(duì)比，可以看出，F(xiàn)lat Mode可以得到更快的上升時(shí)間，但過(guò)沖和前沖也都相對(duì)較大；Eye Mode 測(cè)量的上升時(shí)間較慢，但過(guò)沖和前沖也都相對(duì)較小。

圖6 Flat mode階躍響應(yīng)實(shí)測(cè)測(cè)量結(jié)果

圖7 Eye mode階躍響應(yīng)實(shí)測(cè)測(cè)量結(jié)果

4、結(jié)語(yǔ)

主流的高性能示波器廠家都會(huì)采取某種脈沖響應(yīng)優(yōu)化方式去降低幅頻響應(yīng)或相頻響應(yīng)對(duì)被測(cè)信號(hào)的負(fù)面效應(yīng)，力科最新的WavMaster 8Zi系列是唯一能同時(shí)提供三種響應(yīng)優(yōu)化方式包括Pulse Mode、Eye Mode和Flatness Mode的高帶寬示波器，用戶可根據(jù)不同的應(yīng)用測(cè)試需求而靈活的選擇使用其中一種響應(yīng)方式，從而達(dá)到了最高的信號(hào)采集保真度。

參考文獻(xiàn)

1 Eye_Patterns_in_Scopes-designcon_2005.pdf, Peter J. Pupalaikis, LeCroy Corporation2 Group_Delay-designcon_2006.pdf, Peter J. Pupalaikis, LeCroy Corporation