示波器的SFDR和谐波失真--示波器的射频指标连载(2)

2016-09-30 08:10:49来源: eefocus
      在射频测试中,除了底噪声以外,无杂散动态范围(SFDR: Spurious-free dynamic range)也非常重要,因为它决定了在有大信号存在的情况下能够分辨的最小信号能量。对于示波器来说,其杂散的主要来源是由于ADC拼接造成的不理想。以2片ADC拼接为例,如果采样时钟的相位没有控制好精确的180度,就有可能造成信号的失真,在频谱上就会出现以拼接频率为周期的杂散信号。如果失真比较严重,即使再高的采样率也无法保证采集到的信号的真实性。

 

      对于高带宽示波器来说,不论是采用片内拼接还是片外拼接,由于拼接不理想造成的杂散都客观存在,关键是杂散能量的大小。以Keysight的S系列示波器为例,其采用了单片40G/s的ADC芯片,通过专门的工艺优化了时钟分配和采样保持电路,可以保证很好的一致性。下图是用Keysight公司的E8267D信号源产生1GHz信号经滤除谐波后在5GHz的Span范围内看到的频谱,可以看到除了2次和3次谐波失真外,其杂散指标可以达到-75dBc,相当于一台中等档次的频谱仪的水平。

 

      谐波失真也是衡量测量信号保真度的一个重要指标。对于示波器来说,为了保证高的采样率,其ADC的位数(8bit或者10bit)相对于频谱仪里使用的14bit ADC有较大差异,其谐波失真主要来源于ADC的量化噪声造成的信号失真,典型的是2次和3次谐波失真,通常3次谐波的能量更大,这点和频谱仪里由于混频器造成2次谐波失真来源不太一样。

 

      在上面的测试结果中,其2次谐波失真约为-65dBc,比一般的频谱仪差一些。而其3次谐波失真约为-49dBc,比起一般的频谱仪就差远了。因此如果用户关心谐波失真指标,比如在放大器的非线性测试中,使用示波器并不是一个好的选择。

 

      不过好在谐波造成的失真通常在带外,通过简单的数学滤波处理很容易把谐波滤除掉。所以在有些宽带信号解调的应用中,由于测量算法在解调过程中会加入数学滤波器,谐波失真对于最终的解调结果影响并不是很大。


关键字:示波器  SFDR  谐波失真  射频指标

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016093017504.html
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