原创 揭开测试测量的小秘密——每周一考 【第5周】

作为测试测量工程师，经常接触和使用示波器等测试仪器是不可避免的。在日常测试工作中，你是否遇到过一些看似显而易见，却久久困惑你的一些细节问题？又或者，你在选择示波器或设置参数时，常为如何进行最佳配置而发愁。在这些看似简单的小问题中，却蕴藏了许多测试学问。

在此，EDN China邀请了安捷伦数字测量技术专家，为你揭开一个个小奥秘，带你走出测试测量的一些误区。每周我们抛出测试测量方面的三个问题 ，第五周的问题如下：

1. 串行数据测试时使用的软件时钟恢复和硬件时钟恢复对测量有何影响？各有什么优缺点？

2. 示波器这个行业出于封闭或半封闭状态，比如有源探头不兼容、示波器软件只能在自家的示波器上使用，和其它厂家不兼容，目前在兼容性方面，已有迹象，你发现了哪些？

3. 目前常见串行总线的的电压动态范围如下图所示，假如用测试夹具和电缆量测，以USB3.0为例，对示波器的垂直刻度设置要求是多少？（每格多少毫伏）当示波器本身量程不够时，可否使用外部衰减器？

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恭喜本周获奖者flowerhuanghua ，专家点评： 虽然不是完全正确，但谢谢他的参与热情。

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我们还欢迎您发送邮件至rain.wang@ednchina.com，贡献您平时遇到数字测试方面困惑的问题，或者具有趣味性或有意思的测试测量问题，如果您的问题被选中成为每周一考的主题，那么您也将获得一份精美礼品。

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1. 串行数据测试时使用的软件时钟恢复和硬件时钟恢复对测量有何影响？各有什么优缺点？

（答案由安捷伦田志东提供）串行数据主要测试项目为抖动和眼图，因为串行数据中内嵌了时钟信息，而在分析串行数据的抖动和眼图时是需要时钟信号的，那么就需要从数据中恢复出时钟，目前市场上主流示波器采用了软件时钟恢复和硬件时钟恢复两种方式。

硬件时钟恢复：优点是时钟恢复速度快(不代表示波器整体快)。缺点是码率有限制，仪器的硬件时钟恢复电路特性和真实系统的时钟恢复特性有偏差，硬件特性随着时间的推移，会产生变化，被测信号质量差时，硬件时钟恢复电路可能无法恢复出时钟。

软件时钟恢复的优点是时钟恢复特性可以模拟出和真实系统的时钟恢复电路相同的特性，没有硬件码率的限制，不会受到硬件老化等影响，即使信号很差时，可以实用软件均衡后再时钟恢复，都可以恢复出时钟信号。缺点是不如硬件时钟恢复电路快。

2. 示波器这个行业出于封闭或半封闭状态，比如有源探头不兼容、示波器软件只能在自家的示波器上使用，和其它厂家不兼容，目前在兼容性方面，已有迹象，你发现了哪些？

（答案由安捷伦田志东提供）示波器软件方面，目前安捷伦推出N8900A 示波器离线分析软件，操作界面和其高端Infiniium示波器基本相同，支持任何厂家的示波器（低端、中端、高端、极高端），甚至数据文件，该软件除支持基本的测量功能外，也支持高级抖动分析，眼图测量，直方图、频谱分析仪，各种串行信号的解码等。详细信息可参见http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5990-9910EN.pdf ；
探头方面，无源探头只要电容补偿范围接近，基本上都会兼容，除非厂家在机械连接等方面故意设置障碍。有源探头、差分探头、电流探头，因为需要供电，所以复杂一些，但基本上分为以下几种情况
o 外部电源供电，无需从示波器内部取电，所以可以兼容。
o 安捷伦推出探头接口适配器(如下图所示)，可以让以下其它厂家探头用在安捷伦的示波器上。详细资料可参见http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5990-6477EN.pdf 或http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5990-6477CHCN.pdf

3. 目前常见串行总线的的电压动态范围如下图所示，假如用测试夹具和电缆量测，以USB3.0为例，对示波器的垂直刻度设置要求是多少？（每格多少毫伏）当示波器本身量程不够时，可否使用外部衰减器？

(答案由安捷伦杜吉伟提供)用电缆来测试，每根电缆实际上都是单端信号，这时包括了信号的共模成份。若被测信号为1.4V , 示波器的垂直刻度一般是上下共8格或10格，可使用200mV/div的设置，目前安捷伦科技示波器从20MHz到63GHz带宽都支持高达1V/div的设置，其它厂家，选择带宽低于20GHz，也可以支持这样的设置，超过20GHz带宽的示波器，建议检查一下产品资料，有的型号表明最大输入量程是80mV/div, 有的是100mV/div,有的是120mV/div 。 当示波器本身量程不够,可以考虑使用隔直器件或探头，当信号因有直流成份导致幅度过大时，可用隔直器件将直流成份滤除，然后再用电缆连接；探头的量程通常会大些，但如果测试必须使用夹具和电缆，使用外部衰减器不失为一个好的提议，不过，目前这种方法有些因素需要考虑，因为衰减器本身会带来噪声，幅度和相位频响的不平坦，就像人们在能用普通探头，绝对不会使用100:1,1000:1高压探头一样，因为高压探头带来的额外噪声对很多应用是无法接受的。如果一定要使用，建议用网络分析仪测量一下该衰减器的幅度和相位频响、以及使用之后示波器的本底噪声和固有抖动在不同频点的变化，换句话说，看看示波器的指标会被恶化多少，这样即使被迫使用，也可做到心里有数。