原创 数字示波器的信号保真度探析

数字示波器的信号保真度探析

作者：EEFOCUS    文章来源：EEFOCUS 

现代电子设计面临越来越高的挑战。在数字领域，电路的集成规模越来越大，IO数量越来越多，单板互连密度不断加大；同时芯片内和芯片外时钟速率越来越高，信号边沿越来越快，新技术不断出现，如： PCI Express，Serial ATA，1394B，Fibre Channel，Rapid IO，XAUI，5G~6.25G高速背板等，这样系统和板级的高速问题，信号完整性问题，电磁兼容问题更加突出。在射频、微波领域，新技术的出现，频宽的扩展，如： UWB，高精度、宽频雷达，给我们的系统设计带来越来越高的挑战。
示波器作为最常用的测试分析工具，也得到了长足的发展。

        示波器的发展有两个趋势，其一是性能的提升。自从Agilent在20世纪80年代推出数字示波器后，数字示波器不断发展，从上百兆发展到上Giga，再发展到6GHz带宽、20GSa/s的采样率，一直到现在的高达13GHz带宽、40GSa/s实时采样速率的超高性能示波器，示波器的性能上获得了跳跃的发展。另一方面，随着Windows操作系统在示波器上的应用，示波器的可用性和软件分析能力也获得了巨大的发展，比如现在的示波器大多采用开放的Windows XP Pro操作系统，配备多种测试分析软件，如：抖动测试分析软件，串行数据测试分析软件，PCI Express等一致性测试分析软件，能够把示波器的分析从时域扩展到频域、解调域、数字域的矢量信号分析软件89601等，这成为数字示波器的另一发展趋势。

        而衡量数字示波器的指标很多，不免让人分不清主次，实际上最主要的但却抽象的衡量标准是信号保真度（Signal Fidelity），简单说信号保真度就是示波器显示的波形和被测波形的一致性。因为波形从被测点到显示在示波器的屏幕上要经过数字示波器的各个环节，而每一部分都有可能对信号产生影响，因而数字示波器要实现高的保真度是一件非常困难的事。示波器影响信号保真度主要有图1所示几个因素：探头连接部分带宽，探头带宽，示波器带宽和频响，采样率。示波器系统的信号保真能力或叫系统带宽由链路中的最弱部分决定，比如一个6GHz带宽，20GSa/s采样率的示波器如果配备3.5GHz带宽的探头系统，那么整个示波器系统的系统带宽最多只有3.5GHz。下面从这几个方面探悉数字示波器的信号保真度。

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