原创 您能测到多小的抖动？－－谈示波器抖动测量能力2

    前一篇对于示波器抖动测量的指标做过介绍后，我们来看几个抖动测量真实的例子。下面3张图是用一台25GHz带宽、80G/s采样率的9000X示波器分别对20GHz、5GHz、2GHz的正弦波信号进行时间间隔误差抖动测量的结果，输入的正弦波来源于Agilent的E8257D微波信号源，这是非常纯净的正弦信号源，其实际抖动小于50fs，因此我们可以认为示波器实际测量的到的抖动结果就是示波器本身的抖动测量本底，也就是示波器在这种情况下抖动测量能力的极限。

    我们可以看到对20GHz的抖动测试结果是100fs左右，对5GHz的抖动测试结果是400fs左右，对2GHz的抖动测试结果是1ps左右。下图显示出了90000X示波器对不同频率正弦波信号的抖动测量本底的曲线。只有在信号频率很高、信号斜率很陡时，示波器的抖动测量本底才会最接近其固有抖动指标。




    但即使这样，可能凭借其独一无二的内部两个独立测量通道间的交叉相关技术，它可以把比其内部参考时基的残余抖动还要小的抖动测试出来。使用这种交叉相关技术，E5052B达到了所有其它信号源分析仪根本无法达到的最高性能。与示波器相比，它的抖动测量本底声更是只有示波器的100 到1000 分之一。E5052B广泛用于晶振的指标测试中，现在随着高速数字通信电路对时钟抖动要求的提高，E5052B在数字时钟的抖动测试中也开始崭露头角。下图是E5052B及其相噪测量界面。



    谈到这里可能会有人有疑问了，既然E5052测得这么好，我还要示波器干什么？事实上，术业有专攻，E5052虽然测得准，但只能测时钟抖动，对于数据抖动的测量还需要用示波器。好在一般对于数据抖动的要求不象时钟抖动那么严格，而且高速数字信号的边沿都比较陡，所以针对这种应用好的实时示波器还是能给出不错的测量结果的。

    总结一下：示波器的固有抖动指标反映的是示波器内部采样时钟抖动对测量的影响，是理想情况下示波器抖动测量的极限值。而抖动测量本底综合考虑了示波器采样时钟抖动、示波器当前量程下的底噪声和被测信号斜率等示波器的抖动测量能力，可以更好地描述真实情况下示波器的抖动测量能力。抖动测量本底和示波器当前量程下的底噪声和被测信号斜率都有关系，同样量程下示波器底噪声越低、被测信号斜率越陡，测量结果越好。如果需要更精确的时钟抖动测量，可以考虑选择信号源分析仪用相噪的方法进行测量。