近實時取樣示波器(06-100)

　　示波器是通用測量儀器之一，人們用它來觀察和測量高頻信號。眾所周知，示波器有實時示波器和取樣示波器之分。實時示波器采用實時取樣技術，其取樣脈沖頻率高于信號頻率，在信號的每一個周期取出信號的多點瞬時值，其包絡反映原信號的波形。取樣示波器的基本原理是利用等效取樣技術，將高頻(或高速)信號變換為與原來信號波形相似的低頻(或低速)信號。在這種取樣過程中，每個信號周期只取樣一次，取樣信號依次地延遲Δt，完成一個取樣周期后，離散信號的包絡反映原信號的波形。這種固定延遲時間有順序的取樣也稱為順序取樣。

　　目前，數字示波器的實時帶寬超過10 GHz，用于PCI-Express 2 (5Gbits)，SATA3(6 Gbits )以及ZAUI2 (6.25 Gbits)的測量；而取樣示波器的等效帶寬達到100GHz，滿足10- Gbits Ethernet,OC-192、OC-768以及其它超高速應用的需要。取樣示波器的帶寬較高，不過，這種示波器僅限于對信號完成部分進行詳細測量，以及在串行數據通信中的眼圖觀察。由于取樣速率低，難以捕捉較長數據類型的信號，所以很難用于抖動等的詳細分析?，F在有一種新的技術，可以更快，更準確進行這一類工作，這就是稱為相干交錯取樣(CIS)技術。采用這一新技術的示波器稱為近實時取樣示波器(NRO)，以與實時示波器相區別。

　　相干交錯取樣

　　顧名思義，CIS使用相位與待測信號時鐘同步的取樣脈沖，這是對傳統取樣技術的重大改進，傳統取樣技術只是利用觸發信號的同步功能，而CIS則利用PLL的鎖定功能，時基上用觸發信號作相位基準。這樣做明顯地有兩個優點：

　　·它無需對內部延時發生器進行校準，提高了測量的定時精度。

　　·PLL能過濾掉觸發信號的抖動，從而保證測量規定的抖動，而與觸發信號的質量無關。這對采用外部時鐘恢復電路來產生觸發信號的場合尤為重要。由于觸發信號直接用作定時基準，傳統的順序時基將呈現附加的抖動，任何觸發信號的抖動直接轉換為定時誤差。

　　為了進一步了解CIS的工作，首先考察一個重復位圖形周期信號經PLL得到的，其頻率略低于信號時鐘的整分數倍。取樣間隔是這樣設置的，取樣脈沖在待測信號的每個周期內采集一次信號。圖1是一個8位數據圖形，圖形每隔LTb秒重復出現，這里L是圖形長度，Tb是一個單元間隔(UI)的持續時間。取樣速率與數據速率和圖形長度有關，可用下式來確定：