hwtt0017硬件智庫(kù)測(cè)試測(cè)量示波器的帶寬越高越好嗎

示波器的帶寬越高進(jìn)進(jìn)按關(guān)于示波器帶寬的選擇，從事示波器銷售的銷售人員幾乎每天都會(huì)和用戶交流。這個(gè)示波器的“第一指標(biāo)”在示波器量UB.0是4H2H15H量PIEpes.,.0量不一樣的。這就給我們帶來(lái)困惑，這些難道不夠嗎？是的，因?yàn)楸还谝粤恕皒x，進(jìn)進(jìn) 感的信號(hào)的上升時(shí)間是帶寬選擇的關(guān)鍵因帶個(gè)沒經(jīng)常被討論是因?yàn)槭静ㄆ鲙挼倪x擇是相對(duì)的，它取決于 的信號(hào)的類型以及測(cè)量準(zhǔn)確度的要求任何信號(hào)都可以分解成無(wú)數(shù)次諧波的疊加。從頻域來(lái)理解，帶寬選擇的總原則是：帶寬能覆蓋被測(cè)號(hào)各次諧波.%9%對(duì)應(yīng)的帶寬是多少。感的信號(hào)的能量主要取決于上升沿的快慢，上升沿越陡，信號(hào)包含的高次諧波含感。強(qiáng)調(diào)是感的信號(hào)，因?yàn)楹芏鄷r(shí)候我們關(guān)心的是信號(hào)的尖峰毛刺而不僅僅是信號(hào)的整體的管OFT的s達(dá)0n可n1所示，對(duì)于上升CCC示波器的上升時(shí)間和帶寬存在反比的關(guān)系，上升時(shí)間和帶寬的乘積是一個(gè)常數(shù)，使用RC電路模型可以推導(dǎo)出這個(gè)常0.351的模型可以推0.35常數(shù)。根據(jù) 電路模型得出輸出電壓和輸入電壓之間的關(guān)系式(1)如下。該關(guān)系式是一個(gè)函數(shù)上升時(shí)間一般定義為信號(hào)幅值的10%-90%之間的時(shí)間關(guān)系式（2）對(duì)于一般的理論分析是有用的，但不能根據(jù)這個(gè)關(guān)系式計(jì)算的結(jié)果標(biāo)定為示波器真實(shí)的1：3-5倍法升時(shí)間。因?yàn)槭静ㄆ鞯恼鎸?shí)的放大器并不會(huì)是簡(jiǎn)單的RC模型，而是更加復(fù)雜些，還取決于示波器幅頻特性曲線的形狀，特別是幅頻特性曲線的下降部分“尾部”的滾降系數(shù)(Roll-OffRate)。示波器本身的上升時(shí)間1：3-5倍法)2在參考文獻(xiàn)[1]中給出了示波器測(cè)量上升時(shí)間的通用模型，如圖2所示，并對(duì)關(guān)系式（3）的推導(dǎo)給出 響應(yīng) 方差 沖的 僅當(dāng)圖2響 為) 傳的幾種選擇帶寬的方法羅列出來(lái)。我們可以在“帶寬能覆蓋被測(cè)信號(hào)各次99.9%的能量就足夠了”的總是多少，或者說(shuō)，我們不能輕易確定被測(cè)信號(hào)的能量在多少次諧波之0.1%。3-53-5的35PPT文檔中比比皆是，但筆者一直沒有找到這個(gè)著名3-53-5更快的上升時(shí)間會(huì)引入現(xiàn)象，同時(shí)意味著更高的頻率成分，信號(hào)的高次諧波分量所占能量更35沖。3說(shuō)法2：3倍正弦波頻這個(gè)法則的表達(dá)是：如果被測(cè)信號(hào)是正弦波，那么帶寬是正弦波頻率的3倍。但是，筆者認(rèn)為3倍是不的示波器，80MHz以內(nèi)的幅頻特性曲線是很平滑的。譬如對(duì)于輸入80MHz的正弦波，100MHz帶寬的SDS1102E就足夠了。但是如果被測(cè)信號(hào)是100MHz的正弦波，SDS1102E的帶寬略顯100MHz正弦波的幅值會(huì)有3%的誤差，這個(gè)誤差也并不大！不同幅頻特性曲線的“拐點(diǎn)”不一樣，以2倍正弦波頻率的圖 鼎陽(yáng)SDS1102E的幅頻特性曲0000--1--------------------1SDS1102E的幅頻特性曲線的計(jì)量數(shù)3：信號(hào)帶寬1.8倍測(cè)試信號(hào)的比特率，示波器帶寬是信號(hào)帶寬2在參考文獻(xiàn)[2]中從數(shù)學(xué)上分析了串行信號(hào)的"通道帶寬"和上升時(shí)間的關(guān)系。結(jié)論如表 所示220%UI1.8倍，該帶寬就99.9%UIUnitInterval，是串行信號(hào)比特率的倒數(shù)，是一個(gè)數(shù)據(jù)比特位的時(shí)8Gbps12.5GHz就可以了。因?yàn)橐恢滦詼y(cè)試是通過(guò)測(cè)試夾具進(jìn)行的，8Gbps20%UI30%UI1.212.5GHz12.5GHz留有一定的裕量。時(shí)鐘信號(hào)可以理解為一種碼型是標(biāo)準(zhǔn)0101的串行數(shù)據(jù)，100MHz的時(shí)鐘信號(hào)的比特率200Mbps，對(duì)應(yīng)的UI是5ns，如果上升時(shí)間是1ns，對(duì)應(yīng)的是20%UI，信號(hào)帶寬是400MHz(1.8*200Mpbs)以上，建議示波器帶寬是2倍信號(hào)帶寬，800MHz。選擇1GHz示波器是合適的。但是很多時(shí)鐘信號(hào)是差分的，上升沿特別快，100MHz時(shí)鐘的上升時(shí)間只有500ps，剛好是10%UI，根據(jù)表2，對(duì)應(yīng)的信號(hào)帶寬就需要3.5倍比特率，說(shuō)法4：示波器本身的上升時(shí)間小于信號(hào)上升時(shí)間的對(duì)于脈沖信號(hào)，在參考文獻(xiàn)[3]中，信號(hào)完整性之父Dr.HowardJohnson給出了表3所示的基于上升時(shí)間的帶寬選擇法則。Howard建議先確定示波器的上升時(shí)間，再根據(jù)上升時(shí)間來(lái)確定帶寬。]3如果示波器的上升時(shí)間小于被測(cè)信號(hào)上升時(shí)間1/3，測(cè)量的精度5%。為了獲得更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，示要重申的是， 是根據(jù)式（3）得來(lái)的，但是式（3）是基于一個(gè)純曲線的假設(shè)，存在一定的差的帶寬大約1GHz。說(shuō)法5：更高帶寬試探尖峰毛刺是否有變化。但是，在實(shí)踐中用戶未必有條件使用不同帶寬的示波器?，F(xiàn)在有些示波器具有數(shù)字如圖5所示，利用中國(guó)首款智能示波器SDS3054測(cè)量頻率為10MHz，上升時(shí)間為20ns左右的信號(hào)，200MHz20MHz，可以看出，20MHz帶寬將導(dǎo)致信號(hào)上升沿變緩，測(cè)量到的上升時(shí)間25ns，誤差很大，如圖示黃色波形。公式只是純理論上的公式，重要的事實(shí)是示波器的放大器和測(cè)量系統(tǒng)不是一個(gè)純理想的C電路。N9%量，但是帶寬過(guò)高會(huì)造成一個(gè)嚴(yán)重問題是：引入的噪聲能量超過(guò)了同等帶寬范圍內(nèi)的信號(hào)自身的能量，也會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果確。這就是測(cè)量中反復(fù)要提及的信噪比（R）的問題。假如使用Mz的示波器能覆蓋被測(cè)信號(hào).9%的能量，測(cè)量精度可以達(dá)到%以內(nèi)，但是我們偏要Hz0H-1z0H-1z%MHzMz。示波器本身和測(cè)量系統(tǒng)引入的噪聲主要包括：示波器放大器和ADC的本底噪聲;測(cè)量系統(tǒng)的地（一般是探頭的接地引入的地環(huán)路的傳導(dǎo)噪聲;探頭的地線和探頭的各種配件組成的環(huán)路感應(yīng)的空間輻射噪聲。這參考文獻(xiàn)用示波器測(cè)量上升時(shí)間的討論，，，信陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)EyePatternsinScopes，PeterJ.Pupalaikis,Eric edyneLeCroyCorp.,AdequateBandwidth,Dr.Howard歡迎交流如果您想和本文作者進(jìn)行進(jìn)一步的技術(shù)交流，敬請(qǐng)發(fā)送電子郵件到speciali 本篇文章的PDF，請(qǐng)直接在框中回復(fù)您的電子郵箱地址，工作人員將在兩個(gè)工作日內(nèi)發(fā)送本文的PDF： 所有文章皆為鼎陽(yáng)硬件設(shè)計(jì)與測(cè)試專家嘔心瀝血之。希望我們的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)能夠幫助到的硬件人，歡迎！我們鼓勵(lì)，但也堅(jiān)決捍衛(wèi)我們的權(quán)益。請(qǐng)注明出處——“鼎陽(yáng)硬件設(shè)計(jì)與測(cè) ）。鼎陽(yáng)硬件設(shè)計(jì)與測(cè)試將保留文章盜用者的權(quán)利！”『關(guān)于鼎陽(yáng)鼎陽(yáng)科技（SIGLENT）是一家專注于通用電子測(cè)試測(cè)量?jī)x器及相關(guān)解決方案的公司2005推出第一款數(shù)字示波器產(chǎn)品至今，10年來(lái)鼎陽(yáng)科技一直是全球發(fā)展速度最快的數(shù)字示波器制造商。表、直流電源等通用測(cè)試測(cè)量?jī)x器產(chǎn)品。2007年，鼎陽(yáng)與高端示波器者力科建立了全球合作伙伴關(guān)系。2011年，鼎陽(yáng)發(fā)展銷量領(lǐng)先的數(shù)字示波器制造商。2014年，鼎陽(yáng)發(fā)布了中國(guó)首款智能示波器SDS3000系列，引領(lǐng)“人手一臺(tái)”型使用示波器由功能示波器向智能示波器過(guò)渡的趨勢(shì)。目前，鼎陽(yáng)已經(jīng)在克利夫蘭和德國(guó)漢堡成立，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷全球70多個(gè)國(guó)家，SIGLENT正逐步成為全球知名的『關(guān)于鼎陽(yáng)硬件設(shè)計(jì)與測(cè)試鼎陽(yáng)硬件設(shè)計(jì)與測(cè)試（簡(jiǎn)稱鼎陽(yáng)硬件）由市鼎陽(yáng)科技領(lǐng)銜創(chuàng)辦，第一家“智力眾籌”模式的硬件。鼎陽(yáng)硬件順時(shí)順勢(shì)，倡導(dǎo)“連接--協(xié)作-造”的理念，高舉服務(wù)的大旗，相信互聯(lián)網(wǎng)心。件DDRM