示波器基础知识100问(中)

2015-04-27 12:12:54   来源:eefocus   

关键字: 示波器  基础知识  100问

  33. 在带宽一定的条件下,采样频率太大是否也没有太大的意义?

  答:带宽是限制被测信号高频分量被捕获的基本条件。使用泰克的示波器每个被测信号周期只需2.5个点就能够最大限度的重构波形。其它一些示波器需要大于4个样点/周期,即100MHZ带宽示波器单次采集至少需要400MS/s的采样率,有些示波器甚至需要10个点(线性内插技术)才能保证采集信号有意义。

  34. 所谓高斯响应示波器和平坦响应示波器各有何优缺点和适合的领域?

  答:在示波器的规范中并没有平坦相应和高斯相应的指标。在示波器中会出现类似的比较或探讨,可能有如下原因:

  众所周知,示波器是时域的仪器,从泰克发明第一台可触发的模拟示波器以来,示波器的带宽一直是最重要的指标,它是指示波器内部的前置放大器的模拟带宽。但是,示波器带宽的定义却是频域的定义,即正弦波幅度衰减到-3dB点时的频率点。一个复杂高速信号含有丰富的频谱分量,如果需要精确测量信号,必须知道它们的每一个频谱分量的幅度和相位,所以示波器的幅频特性和相频特性非常重要。

  从最近几年的发展来看,目前数字示波器的带宽越做越高,从泰克2000年推出TDS7000 4GHZ带宽示波器,2001年推出TDS6000 6GHZ带宽示波器, 2003年推出TDS7704B 7GHZ带宽示波器,到最近TDS6804B 8GHZ带宽示波器,带宽几乎每年都在提升。当示波器带宽到达几个GHZ时,前置放大器作为模拟器件,保证良好的幅频和相频特性越来越难,泰克是掌握这一最关键技术的唯一公司。有些厂商无法做到,就不得不采用其它的一些方法来修补模拟器件带宽的不足,获得更高的带宽,频响曲线自然发生变化。

  随着目前各种高速信号越来越多,信号速率越来越快,对实时示波器提出了新的要求,示波器厂商的数字示波器中也出现了一些新的技术,最显著的是示波器通过数字信号处理技术(DSP)来得到更好的性能。DSP就在数字示波器主要应用包括:

  增强带宽

  更快的上升时间

  增益和波形校准与改善

  幅度和相位的改善

  光参考接收机归一化

  其中泰克的第三代示波器(DPO)就是DSP技术的最好体现。合理的利用DSP可以提升示波器测试的信号保真度。但是,DSP技术的使用会是每一个示波器的使用者产生迷惑,特别是在“带宽是否可以通过DSP可以提升”,“示波器的带宽是模拟带宽,和DSP技术有何关系”,“当前的示波器带宽到底是模拟带宽还是DSP带宽?”“DSP技术带来的负面效应是什么?”

  在泰克最新的TDS6804B 8GHZ带宽的示波器中的模拟带宽是7GHZ,通过DSP增强后的带宽是8GHZ,为了保证每一个测试人员对这两种方式的理解,在TDS6804B中可以打开和关闭DSP的带宽增强功能。泰克将DSP增强带宽带来的优点和问题告诉每一个测试人员,帮助测试人员理解模拟带宽和DSP增强带宽的测试结果,更好的进行高速信号测试。

  35. 除高斯响应示波器和平坦响应示波器之外,还有基于其它响应的示波器吗?

  答:示波器前置放大器的频响特性是决定测试结果的最关键因素,它由模拟器件决定。关键在于用何种方法来获得足够的频响。

  36. 以前在用TDS744,TDS745等示波器时,使用的是无源探头(如P6139A,带宽500M)。在购买了有源探头(P6237)之后, 从测试波形来看(特别是测高频信号时),两者的测试结果差异较大。 从探头参数得知, 有源探头的输入电容《1pF,而无源探头则为10pF左右。 这样看来应该是有源探头的测试结果更能反映信号真实的情况。 既然无源探头对高频信号衰减很大, 那么500M的带宽有什么意义呢? 如何根据测试情况来选择使用有源或无源探头?

  答:您的P6139A探头加上泰克的500MHz示波器典型带宽值还是可以达到500MHz,但是正如您所说,其输入电容不同,这一电容将产生对于待测信号的负载效应,造成信号振铃,形状发生改变,因此这个时候使用有源探头时能反映信号的真实情况。实际上,使用探头不光要考虑带宽,所有这些因素我们在测量高频信号的时候都要考虑:

  带宽/上升时间

  动态范围

  负载效应

  接地效应

  共振效应

  尤其P6139A时您还要考虑地线的影响,探头上的接地线也会带来振铃,测量高频信号的时候应该尽量缩短地线的长度。

  另外,您使用的P6247是有源差分探头,共模的影响也可能是一个因素。

  选择无源探头主要是因为其动态范围大,比如P6139A可以测量从毫伏到几百伏的信号,而P6247只能测量+-8.5V的信号。另外有源探头价格也是一个因素。

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编辑:什么鱼
本文引用地址: http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0427/article_11546.html
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