示波器百问(四)

2016-03-08 09:09:14来源: eefocus
31. 示波器指标中的带宽如何理解?

答:带宽是示波器的基本指标,和放大器带宽的定义一样,是所谓的-3dB点,即,在示波器的输入加正弦波,幅度衰减为实际幅度的70.7%时的频率点称为带宽。也就是说,使用100MHz带宽的示波器测量1V,100MHz的正弦波,得到的幅度只有0.707V。这还只是正弦波的情形。因此,我们在选择示波器的时候,为达到一定的测量精度,应该选择信号最高频率5倍的带宽。

32. 测量系统的总带宽如何获得?

答:测量系统的总带宽=0.35/上升时间(1GHz以下示波器)。

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。使用优利德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,从优利德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,从优利德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,优利德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

其中优利德的第三代示波器(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?”

在优利德最新的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。优利德将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探头加上优利德的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。

37. 实验时,示波器接地线后,导致MOsfet炸掉,现在将示波器都剪掉了地线。这是什么原因?

答:为保证测试中的人身安全以及获得良好的测量效果,一般示波器的所有探头的地线都与机壳连接在一起,并连接到示波器电源线的地线。因此,您在电源中测量MOSFET管波形的时候,如果其中任何一个点都不是地,就会产生问题,如下图所示。

剪断地线可以防止对MOSFET管测试中的短路问题,但是也会带来一些其它的测试问题,比如示波器机壳带电,示波器机壳分布参数对测量信号造成影响等。解决的办法是使用差分探头,比如优利德的P5205,可以测量所谓的2个测试点都不是地的差分信号。

38. 用示波器抓取数据时,发现存储的文本里只有当前屏幕的数据,且是按照resolution为时间间隔的。如何利用软件实时处理数据(matlab?),如何抓到更多数据?

答:优利德示波器采用压缩屏幕的显示风格,即屏幕显示的波形为采集下来的所有数据,配合TDS5000B的multiViewZoom功能,可以方便显示所有波形。

优利德TDS5000B,TDS6000,TDS7000B,TDS8000B系列示波器都采用完全开放的WINDOWS平台,支持当前所有的流行工具,象Matlab,LabView,VB,VC,.NET,MicroSoft Office VBA等等,可以灵活进行数据分析和处理。

这些分析工具还可以直接安装在示波器里面,构成一台集数据采集,分析,显示,处理的仪器。单次采集更多的数据,需要示波器配备更深的存储深度,象TDS5000B系列通用示波器可以支持到16M内存。

39. 影响示波器工作速度的因素有哪些?

答:实际上任何一台示波器的原理都差不多,前端是数据采集系统,后端是计算机处理。影响速度主要有两方面,一是从前端数采到后端处理的数据传输,一般都是用PCI总线,此乃传输瓶颈,但已有新技术可以突破;另一个是后端的处理方式,提高处理速度可以通过数据分包共享来实现。

40. 我们的应用通常会捕获2M甚至更多的数据进行分析,且采样率通常会高达10GS/S,但在进行参数测试和FFT等分析时总是显得很慢,为什么?

答:处理的数据量大,速度自然会慢。要想获得大数据量的高速实时FFT分析,除非采用专用FFT处理器,但成本较高。

关键字:示波器  带宽

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016030814677.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
示波器
带宽

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved