示波器知識百問
34. 所謂高斯響應示波器和平坦響應示波器各有何優(yōu)缺點和適合的領(lǐng)域?
答:在示波器的規(guī)范中并沒有平坦相應和高斯相應的指標。在示波器中會出現(xiàn)類似的比較或探討,可能有如下原因:
眾所周知,示波器是時域的儀器,從泰克發(fā)明第一臺可觸發(fā)的模擬示波器以來,示波器的帶寬一直是最重要的指標,它是指示波器內(nèi)部的前置放大器的模擬帶寬。但是,示波器帶寬的定義卻是頻域的定義,即正弦波幅度衰減到-3dB點時的頻率點。一個復雜高速信號含有豐富的頻譜分量,如果需要精確測量信號,必須知道它們的每一個頻譜分量的幅度和相位,所以示波器的幅頻特性和相頻特性非常重要。
從最近幾年的發(fā)展來看,目前數(shù)字示波器的帶寬越做越高,從泰克2000年推出TDS7000 4GHZ帶寬示波器,2001年推出TDS6000 6GHZ帶寬示波器, 2003年推出TDS7704B 7GHZ帶寬示波器,到最近TDS6804B 8GHZ帶寬示波器,帶寬幾乎每年都在提升。當示波器帶寬到達幾個GHZ時,前置放大器作為模擬器件,保證良好的幅頻和相頻特性越來越難,泰克是掌握這一最關(guān)鍵技術(shù)的唯一公司。有些廠商無法做到,就不得不采用其它的一些方法來修補模擬器件帶寬的不足,獲得更高的帶寬,頻響曲線自然發(fā)生變化。
隨著目前各種高速信號越來越多,信號速率越來越快,對實時示波器提出了新的要求,示波器廠商的數(shù)字示波器中也出現(xiàn)了一些新的技術(shù),最顯著的是示波器通過數(shù)字信號處理技術(shù)(DSP)來得到更好的性能。DSP就在數(shù)字示波器主要應用包括:
增強帶寬
更快的上升時間
增益和波形校準與改善
幅度和相位的改善
光參考接收機歸一化
其中泰克的第三代示波器(DPO)就是DSP技術(shù)的最好體現(xiàn)。合理的利用DSP可以提升示波器測試的信號保真度。
但是,DSP技術(shù)的使用會是每一個示波器的使用者產(chǎn)生迷惑,特別是在“帶寬是否可以通過DSP可以提升”,“ 示波器的帶寬是模擬帶寬,和DSP技術(shù)有何關(guān)系”,“當前的示波器帶寬到底是模擬帶寬還是DSP帶寬?” “DSP技術(shù)帶來的負面效應是什么?”
在泰克最新的TDS6804B 8GHZ帶寬的示波器中的模擬帶寬是7GHZ,通過DSP增強后的帶寬是8GHZ,為了保證每一個測試人員對這兩種方式的理解,在TDS6804B中可以打開和關(guān)閉DSP的帶寬增強功能。泰克將DSP增強帶寬帶來的優(yōu)點和問題告訴每一個測試人員,幫助測試人員理解模擬帶寬和DSP增強帶寬的測試結(jié)果,更好的進行高速信號測試。
35. 除高斯響應示波器和平坦響應示波器之外,還有基于其它響應的示波器嗎?
答:示波器前置放大器的頻響特性是決定測試結(jié)果的最關(guān)鍵因素,它由模擬器件決定。關(guān)鍵在于用何種方法來獲得足夠的頻響。
36. 以前在用TDS744,TDS745等示波器時,使用的是無源探頭(如P6139A,帶寬500M)。在購買了有源探頭(P6237)之后, 從測試波形來看(特別是測高頻信號時),兩者的測試結(jié)果差異較大. 從探頭參數(shù)得知, 有源探頭的輸入電容1pF,而無源探頭則為10pF左右. 這樣看來應該是有源探頭的測試結(jié)果更能反映信號真實的情況. 既然無源探頭對高頻信號衰減很大, 那么500M的帶寬有什么意義呢? 如何根據(jù)測試情況來選擇使用有源或無源探頭?
答:您的P6139A探頭加上泰克的500MHz示波器典型帶寬值還是可以達到500MHz,但是正如您所說,其輸入電容不同,這一電容將產(chǎn)生對于待測信號的負載效應,造成信號振鈴,形狀發(fā)生改變,因此這個時候使用有源探頭時能反映信號的真實情況。實際上,使用探頭不光要考慮帶寬,所有這些因素我們在測量高頻信號的時候都要考慮:
帶寬/上升時間
動態(tài)范圍
負載效應
接地效應
共振效應
尤其P6139A時您還要考慮地線的影響,探頭上的接地線也會帶來振鈴,測量高頻信號的時候應該盡量縮短地線的長度。
另外,您使用的P6247是有源差分探頭,共模的影響也可能是一個因素。
選擇無源探頭主要是因為其動態(tài)范圍大,比如P6139A可以測量從毫伏到幾百伏的信號,而P6247只能測量+-8.5V的信號。另外有源探頭價格也是一個因素。
37. 實驗時,示波器接地線后,導致MOsfet炸掉,現(xiàn)在將示波器都剪掉了地線。這是什么原因?
答:為保證測試中的人身安全以及獲得良好的測量效果,一般示波器的所有探頭的地線都與機殼連接在一起,并連接到示波器電源線的地線。因此,您在電源中測量MOSFET管波形的時候,如果其中任何一個點都不是地,就會產(chǎn)生問題,如下圖所示。
剪斷地線可以防止對MOSFET管測試中的短路問題,但是也會帶來一些其它的測試問題,比如示波器機殼帶電,示波器機殼分布參數(shù)對測量信號造成影響等。解決的辦法是使用差分探頭,比如泰克的P5205,可以測量所謂的2個測試點都不是地的差分信號。
38. 用示波器抓取數(shù)據(jù)時,發(fā)現(xiàn)存儲的文本里只有當前屏幕的數(shù)據(jù),且是按照resolution為時間間隔的。如何利用軟件實時處理數(shù)據(jù)(matlab?),如何抓到更多數(shù)據(jù)?
答:泰克示波器采用壓縮屏幕的顯示風格,即屏幕顯示的波形為采集下來的所有數(shù)據(jù),配合TDS5000B的multiViewZoom功能,可以方便顯示所有波形。
泰克TDS5000B,TDS6000,TDS7000B,TDS8000B系列示波器都采用完全開放的WINDOWS平臺,支持當前所有的流行工具,象Matlab,LabView,VB,VC,.NET,MicroSoft Office VBA等等,可以靈活進行數(shù)據(jù)分析和處理。
這些分析工具還可以直接安裝在示波器里面,構(gòu)成一臺集數(shù)據(jù)采集,分析,顯示,處理的儀器。 單次采集更多的數(shù)據(jù),需要示波器配備更深的存儲深度,象TDS5000B系列通用示波器可以支持到16M內(nèi)存。
39. 影響示波器工作速度的因素有哪些?
答:實際上任何一臺示波器的原理都差不多,前端是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),后端是計算機處理。影響速度主要有兩方面,一是從前端數(shù)采到后端處理的數(shù)據(jù)傳輸,一般都是用PCI總線,此乃傳輸瓶頸, 但已有新技術(shù)可以突破;另一個是后端的處理方式,提高處理速度可以通過數(shù)據(jù)分包共享來實現(xiàn)。
40. 我們的應用通常會捕獲2M甚至更多的數(shù)據(jù)進行分析, 且采樣率通常會高達10GS/S, 但在進行參數(shù)測試和FFT等分析時總是顯得很慢, 為什么?
答:處理的數(shù)據(jù)量大,速度自然會慢。要想獲得大數(shù)據(jù)量的高速實時FFT分析,除非采用專用FFT處理器,但成本較高。
41. 使用泰克的TDS2014數(shù)字示波器抓一個并口的時序時,總能測到能量很強的50Hz交流,而測不到信號,但是示波器的地和所測并口的地是一致的,怎么辦?
答:可以從以下幾方面入手:
① 檢查示波器是否很好的接地或采用隔離變壓器隔離;
② 附近是否有較強50Hz信號感應;
③ 在較強干擾環(huán)境下,應注意并口的驅(qū)動能力及工作頻率與測試操作選擇是否合適。若只看到50Hz干擾正弦波,且波形較規(guī)則,則應考慮并口可能未工作;
④ 檢查一下探頭尖是否損壞了;
⑤ 建議把用不著的外設(shè)都撥掉,也有可能從顯示器上來的;
⑥ 如果示波器用了很久,就要考慮底線是否正常,就是那個小夾子。 把探頭取下,用萬用表量一量。
42. 要解決抗電源干擾問題,想測量總電源的干擾信號串入到弱信號放大器電源的情形。結(jié)果,即使示波器探頭和地連在一起,都有干擾信號,不管測哪里都一樣。干擾信號是音頻。這是為什么?
答:要注意的問題有:
① 示波器的接地問題,示波器的機殼和探頭的參考地線都是連接地線的,因此良好的接地是測量干擾的首要條件;
② 示波器參考地線引入的干擾問題,由于普通探頭通常都有一段接地線,會與待測點構(gòu)成一個類似環(huán)形天線的干擾路徑,引入比較大的干擾,因此要盡量減少這一干擾,可以采用的方法是將探頭帽拿掉,不使用探頭上引出的地線,而直接使用探頭尖端和探頭內(nèi)的地點接觸待測點進行測量;
③ 使用差分測量的方法,消除共模噪聲。泰克提供一系列的差分探頭,比如專門針對小信號的ADA400A可以測量到幾百微伏,用于高速信號測量的P7350提供高達5GHz的帶寬;
④ 在泰克的很多示波器里提供高分辨率采集(Hi-Res)的信號捕獲模式,可以過濾信號上疊加的隨機噪聲。
43. 在EMC試驗中有時候會出現(xiàn)指示表短暫的指示消失現(xiàn)象,使用示波器進行檢測,發(fā)現(xiàn)試驗過程中示波器有屏幕整個晃動的現(xiàn)象。試驗的項目是EFT(瞬變脈沖串抗擾度試驗),如何解釋和怎樣在試驗中消除這種現(xiàn)象?
答:EFT有時會對示波器造成干擾,造成誤觸發(fā),可嘗試使用示波器的高頻抑制觸發(fā)模式,限制示波器帶寬等辦法。
44. 為什么示波器有時候抓不到經(jīng)過放大后的電流信號?
答:如果信號的確存在,但示波器有時能抓到,有時抓不到,這可能和示波器的設(shè)置有關(guān)系。通常若您可將示波器觸發(fā)模式設(shè)置成Normal ,觸發(fā)條件設(shè)置成邊沿觸發(fā),并將觸發(fā)電平調(diào)到適當值,然后將掃描方式設(shè)置成單次方式,如果這種方式還不行,通常儀器可能出了問題。
45. 新型數(shù)字示波器怎樣用于單片機開發(fā)呢?
答:單片機電路開發(fā)過程中,一般來講所用的元件和芯片本身都沒有問題,有問題的往往是他們之間相互通信和預想的不同,單片機中,常見的總線是SPI,I2C,USB,LIN,CAN, 54621A和54621D示波器本身支持串行信號的觸發(fā)功能,可直接調(diào)試串行總線上的通信情況,另外,若您使用DSP結(jié)合MCU開發(fā)電路板,可能牽涉到軟硬件聯(lián)調(diào),這時您可以用54621D的數(shù)字邏輯通道連接到控制線或數(shù)據(jù)、地址線上,借以判斷在特定的操作條件或子程序運行下,電路是否能正常工作。而且其每通道2M點的存儲深度非常有助于分析問題的原因,觀察長時間的串行信號,觀察握手時序等。而且其放大功能,可將信號放大數(shù)萬倍以觀察細節(jié)。
54621A的價格應在US$2500左右,54621D的價格應該在低于US$4000。您可以訪問http://www.agilent.com/find/mso http://www.agilent.com/find/test 下載相關(guān)的許多應用文章。
46. 新型數(shù)字示波器54621A和54621D在檢測時是否對(Inter-IC)總線的不同信號和不同速率有影響呢?
答:I2C Bus信號一般工作速率不超過 400Kbit/s,最近也出現(xiàn)了幾Mbit/s的芯片,54621A和54621D在設(shè)置觸發(fā)條件時,無需顧及不同速率的影響,但對其它總線,如CAN總線,您先要在示波器上設(shè)置CAN總線當前的實際工作速率以便示波器能正確解協(xié)議,并正確觸發(fā)。
47. 除示波器54621A和54621D外,還有什么其他儀器可以檢測和分析Inter-IC總線信號?
答:想對Inter-IC總線信號進行進一步的分析,如協(xié)議級的分析,可使用安捷倫的邏輯分析儀,但相對來說,價格比54621A/D要高。
48. 數(shù)字示波器的各種觸發(fā)的應用,比如說邊沿觸發(fā),毛刺觸發(fā)和脈寬觸發(fā)等,它們各自適合測試那種信號?
答:① edge trigger , 邊沿觸發(fā),可設(shè)觸發(fā)電平,上升沿或下降沿。邊沿觸發(fā)也稱為基本觸發(fā)。
② advanced trigger,即高級觸發(fā),里面含概各種不同的觸發(fā)功能,可以根據(jù)被測信號的特征,設(shè)置相應的觸發(fā)條件,定位感興趣的波形。
高級觸發(fā)是電路調(diào)試的關(guān)鍵。在電路調(diào)試過程中,如果事先不了解被測信號可能的問題,可以先使用泰克數(shù)字熒光示波器,利用400,000/秒波形捕獲速度,迅速發(fā)現(xiàn)電路中的各種問題,再配合不同的高級觸發(fā)功能來進行故障的細節(jié)定位,這樣可以縮短您的調(diào)試周期。
49. 關(guān)于毛刺測量,以前請教過相關(guān)的技術(shù)人員,得到的答復是,示波器所能捕捉的最小毛刺就是示波器的采樣速率。是否所有的示波器都遵循這一規(guī)律?此時示波器的前置濾波器不會對它有影響嗎?
答:不能斷言所有的示波器都是這樣。比如,有些示波器達到1GS/s,帶寬只有60MHz,顯然,1ns的毛刺不可能捕捉到。其實捕捉毛刺的能力除了帶寬,采樣率,還取決于波形捕獲率,即每秒能夠捕捉的波形數(shù)量,詳情請參見泰克關(guān)于DPO的應用文章。
50. 在使用示波器時如何消除毛刺?
答:如果毛刺是信號本身固有的,而且想用邊沿觸發(fā)同步該信號(如正弦信號),可以用高頻抑制觸發(fā)方式,通常可同步該信號。如果信號本身有毛刺,但想讓示波器慮除該毛刺,不顯示毛刺,通常很難做到。可以試著使用限制帶寬的方法,但不小心可能也會把信號本身慮掉一部分信息。若使用邏輯分析儀器,一般來說,使用狀態(tài)采集的方法,有些在定時方式下采集到的毛刺,就看不到了。
51. 在實際工作中,當碰到突發(fā)的毛刺信號,如何捕捉和測試?
答:比如我們在進行時鐘測試時,經(jīng)常會碰到偶發(fā)毛刺信號,該信號將會對我們的電路產(chǎn)生誤動作,因此捕獲該信號成為測試的關(guān)鍵,由于事先我們無法判斷該毛刺為正還是為負,因此我們須先利用TDS5000示波器的數(shù)字熒光功能即快速波形捕獲模式結(jié)合無限余輝查看毛刺特征,然后利用示波器的高級觸發(fā)功能——脈寬觸發(fā)依照信號特征,如:小于正常時鐘脈沖寬度觸發(fā)。
52. 毛刺/脈寬觸發(fā)的應用場合有哪些?
答:毛刺/脈寬觸發(fā)一般有兩種典型應用場合,一是同步電路行為,如利用它來同步串行信號,或?qū)τ诟蓴_非常嚴重的應用,無法用邊沿觸發(fā)正確同步信號,脈寬觸發(fā)就是一個選擇;另一是用來發(fā)現(xiàn)信號中的異?,F(xiàn)象,如因干擾或競爭引起的窄毛刺,由于該異常是偶發(fā)顯現(xiàn),必須用毛刺觸發(fā)來捕獲(另一種方法是峰值檢測方式,但峰值檢測的方法有可能受其最大采樣率的限制,同時,一般是能看,不能測)。若被測對象的脈沖寬度是50ns,而且該信號沒有任何問題,也就是說,沒有因干擾,競爭等問題引起的信號畸變或更窄的,用邊沿觸發(fā)就可同步該信號,無需使用毛刺觸發(fā)。有不少用戶將脈寬觸發(fā)設(shè)置為10ns ~ 30ns,幸運的是,5462x和5464x是業(yè)界難得的能完成該操作的儀器。若想驗證該10MHz方波中有無異常脈沖,包括比50ns窄很多的脈沖,就會用到脈寬或毛刺觸發(fā), 也就有可能會用到5ns的設(shè)置。
53. 安捷倫的數(shù)字示波器有沒有DPO功能?
答:DPO是一個專用名詞,只有一個示波器公司使用該名詞,安捷倫對應的功能叫MegaVision,和DPO相同之處是:①可以直接信號中的異?,F(xiàn)象。②波形捕獲率遠高于普通數(shù)字存儲示波器。不同之處:①發(fā)現(xiàn)異常信號后,MegaVision可對該異常直接放大并觀察信號細節(jié)。②MegaVision示波器的實時采樣率突破1.25GSa/s極限,可達2GSa/s(如5464xA/D示波器)甚至更高。③MegaVision示波器是為需要深存儲的應用場合優(yōu)化的,當示波器存儲深度>10K,甚至100K, 2M時,其波形刷新率是業(yè)界及其領(lǐng)先的。
54. 如果依據(jù)信號上升時間確定了帶寬后,按照該帶寬確定采樣率的原則僅僅是為了實現(xiàn)無采樣混疊誤差嗎?
答:確定帶寬后再確定采樣率,業(yè)界的一些公式,的確確定采樣率的原則是為了實現(xiàn)無采樣混疊誤差,但它是泛泛的評估說法,具體還要看您被測對象的特征,因為最高的指標往往是在特定條件下給出的,未必滿足您的測試應用。
55. 示波器如何顯示兩個采樣點之間的波形?
答:示波器的顯示方式有多種:點顯示、正弦內(nèi)插顯示、直線連接顯示;示波器的缺省顯示方式通常為矢量連接顯示方式,有的示波器僅支持直線連接方式;無論是直線連接還是正弦內(nèi)插,在兩個實際采樣點之間提供的信息都不是實際采集的,由于直線連接方式可能會導致顯示出現(xiàn)突變,如在一正弦波的波峰采集一個點,兩邊的波谷各采集一點,會顯示出三角波,而用正弦內(nèi)插顯示出來仍是正弦波,所以,有些應用文章中的說法是:采用直線連接,對采樣率的要求更高,如10倍的關(guān)系(以真實再現(xiàn)波形);采用正弦內(nèi)插,對采樣率要求稍低以下,也有文章說,2.5倍就可以,工程上一般說4倍以上,也有5倍,6倍的說法。
56. PCB板上的高速信號特征:156.25MHZ差分時鐘信號,Rise/Fall Time(20%~80%)100ps,jitter tolerance(p-p30ps,RMS2ps),skew(+ vs.-)20ps,請問需要多高帶寬的示波器才能精確測量?測量誤差可達多少?
答:對于156.25MHz 差分時鐘信號,Rise/Fall Time(20%~80%)100ps ,若您想精確測試該上升時間,如3%的測試精度,0.4/100ps *1.4 = 5.6GHz 帶寬示波器及其探頭系統(tǒng),若10%精度可接受,0.4/100ps*1.2 = 4.8GHz 帶寬示波器及其探頭系統(tǒng)。注意若您使用差分探頭,您要確保,從被測點算起,整個示波器的帶寬是5.6GHz, 幸運的是目前安捷倫推出了7GHz帶寬的差分探頭。同時,54855A本身的上升時間指標實測是65ps , 說明書上給出72ps的指標。jitter tolerance(p-p30ps,RMS2ps) , 要精確測量抖動指標,要求示波器本身的抖動指標要更高,54855A本身的觸發(fā)抖動指標是1ps RMS ,比業(yè)界同類產(chǎn)品好7倍,另一相關(guān)指標是Delta Time meas. Accuracy (peak) 是± [ (7.0 ps) + (1 x ppm * |reading|) ],好過同類產(chǎn)品2倍以上,這和它真正使用20GSa/s的A/D有關(guān),它消除了使用多個(10GSa/s A/D 或 5GSa/s A/D) 拼湊成一個20GSa/s所帶來的誤差。
57. 在選擇示波器時,一般考慮的多的是帶寬。那么,在什么情況下要考慮采樣速率?
答:取決于被測對象,在帶寬滿足的前提下,希望最小采樣間隔(采樣率的倒數(shù))能夠捕捉到您需要的信號細節(jié)。業(yè)界有些關(guān)于采樣速率經(jīng)驗公式,但基本上都是針對示波器帶寬得出的,實際應用中,最好不用示波器測相同頻率的信號。若您在選型,對正弦波,選擇示波器帶寬是被測正弦信號頻率的3倍,以上,采樣率是帶寬的4到5倍,實際上是信號的12到15倍,若是其它波形,要保證采樣率足以捕獲信號細節(jié)。若您正在使用示波器,可透過以下方法驗證采樣率是否夠用:
將波形停下來,放大波形,若發(fā)現(xiàn)波形有變化(如某些幅值),采樣率就不夠,否則無礙。也可用點顯示來分析,采樣率是否夠用。
58. 100MHz的模擬示波器可以較清楚看到寄生波形,而100MHz的數(shù)字示波器卻看不到(僅能看到波形加粗)?
答:此現(xiàn)象和示波器顯示有關(guān),模擬示波器上看到的跡線一般較細,它通過垂直偏轉(zhuǎn)器直接將電壓打到屏幕上,而且掃描速率和波形刷新率都很快。數(shù)字示波器是通過A/D將波形電壓量化,存到內(nèi)存中,處理之后再顯示,數(shù)字示波器屏幕的顯示分辨率是有限的,通常為640點或1000點,若您將示波器的存儲深度(記錄長度)設(shè)置成10K或2M, 這意味著,要讓內(nèi)存中10K或2M點的信息量通過640個點或1000個點來反映,無論算法有多好,都會帶來一定的顯示誤差,波形加粗的程度和存儲深度是相關(guān)的,這些問題是數(shù)字示波器特有的問題,另外數(shù)字示波器缺省顯示方式為矢量顯示方式,即會在兩個采樣點之間以線性算法,或正弦內(nèi)插算法插入一些點,模擬示波器沒有這些問題。您可試著將示波器記錄長度改為500點,并將矢量顯示改為點顯示,觀察數(shù)字示波器每次采樣實際得到的數(shù)據(jù),調(diào)整時基,可以清楚得看到這些點,即使使用矢量顯示,線會變細些。僅從儀器角度出發(fā),另外測量小信號,使用1:1得探頭得結(jié)果,可能會比10:1探頭更好些 。另外,模擬示波器沒有采樣率得概念,只有掃描速率概念,使用數(shù)字示波器,采樣率很多時候需考慮。
59. 模擬和數(shù)字示波器在觀察波形的細部時,那個更有優(yōu)勢(例如:在過零點和峰值時,觀察1%以下的寄生波形)?
答:觀察1%以下的寄生波形,無論是模擬示波器還是數(shù)字示波器,觀察其精度都不是很好,模擬示波器的垂直精度未必比數(shù)字示波器更高,如某500MHz帶寬的模擬示波器垂直精度是+/-3%, 并不比數(shù)字示波器(通常為1~2%精度)更具優(yōu)勢,而且對細節(jié),數(shù)字示波器的自動測量功能比模擬示波器的人工測量更精確。
60. 數(shù)字示波器一般提供在線顯示均方根值,它的精度一般是多少?
答:示波器的幅值測量精度,很多人用A/D位數(shù)來衡量,實際上,隨著您所用的示波器帶寬,實際的采樣率設(shè)置等,會有變化,若帶寬不夠,本身帶來的幅值測量誤差就很大,若帶寬夠了,采樣設(shè)置很高,實際的幅值測量精度就不如采樣率低的時候的精度(您有時可參考示波器的用戶手冊,它可能會給出不同采樣率下,示波器的A/D實際有效位數(shù));總的來講,示波器測量幅值,包括均方根值的精度往往不如萬用表,同樣,測量頻率,它不如頻率計數(shù)器。
61. 如何捕捉并重現(xiàn)稍縱即失的瞬時信號?
答:將示波器設(shè)置成單次采集方式(觸發(fā)模式設(shè)置成Normal ,觸發(fā)條件設(shè)置成邊沿觸發(fā),并將觸發(fā)電平調(diào)到適當值,然后將掃描方式設(shè)置成單次方式),如果使用的是安捷倫5462xA/D,5464xA/D,5483xB/D,5485xA,這些儀器都支持MegaZoom功能,就是說,可在觀察信號全局的同時,對局部細節(jié)進行放大觀察,或者通過移動屏幕的方式,或者通過雙時基顯示功能來完成。注意示波器的存儲深度將決定所能采集信號的時間,和能用到的最大采樣速率。
62. 安捷倫的哪種示波器能夠測試頻率為500M的載波信號?
答:如果僅測載波信號本身,通常載波信號為正弦波,推薦使用1.5GHz示波器(安捷倫54845B),使用BNC電纜連接被測對象,可得到~94.6%的上升時間測量精度。若必須使用探頭,推薦使用1157A 有源探頭(2.5GHz帶寬)。如果使用500MHz帶寬的示波器,即使使用BNC電纜,最好情況下得到的幅度測量誤差是29.3%,上升時間測量精度是58.6%。
63. 示波器標稱為60MHZ,是否可以理解為它最大可以測到60MHZ?
答:60MHz帶寬示波器,并不意味著可以很好地測量60MHz的信號,根據(jù)示波器帶寬的定義,如果輸入峰峰值為1V的60MHz的正弦波到60MHz帶寬的示波器上,從示波器上將看到0.707V的信號(30%幅值測量誤差)。
64. 用標稱為60MHZ的示波器測4.1943MHZ的方波時測不到,為什么?
答:如果要測試的是方波,選擇示波器的參考標準是信號的上升時間,若示波器帶寬=0.35/信號上升時間* 3,則上升時間測量誤差為5.4%左右。
示波器的探頭帶寬也很重要,如果使用的示波器探頭包括其前端附件構(gòu)成的系統(tǒng)帶寬很低,將會使示波器帶寬大大下降。如若您使用20MHz帶寬的探頭,則能實現(xiàn)的最大帶寬是20MHz。如果在探頭前端使用連接導線,會進一步降低探頭性能(但對~4MHz方波,不應有太大影響,因為速度不是很快) 。
另外,查看一下示波器使用手冊,有的廠家新推出的示波器,在1:1設(shè)置下,其實際帶寬將銳減到=6MHz,對于~4MHz的方波,其三次諧波是12MHz,其五次諧波是20MHz,若帶寬降到6MHz,對信號幅值衰減很大,即使能看到信號,也絕對不是方波,而是幅值被衰減了的正弦波。當然,測不出信號的原因可能有多種,如探頭接觸不好,但該現(xiàn)象很容易被排除。建議可以用BNC電纜連接一函數(shù)發(fā)生器,檢驗該示波器本身有沒有問題,探頭有沒有問題,如有問題,可和廠家直接聯(lián)系。
65. 怎樣測量時鐘的穩(wěn)定度?
答:假設(shè)使用的是5483xB/D、548xxA 、5484xB或5485xA ,可以用其標準配置的直方圖方式測量,其時鐘邊沿或幅值的抖動情況,具體可參見安捷倫的應用文章:“Jitter Analysis Techniques Using an Agilent Infiniium Oscilloscope”(P/N:5988-6109EN),可測量其最壞情況下的抖動情況。對于5485xA,若您希望更加強大的抖動分析功能,其配有專門的抖動分析軟件,提供功能十分強大的抖動分析,具體可參見5485x示波器的Datasheet,更詳細的信息,可致電安捷倫。
66. 使用安捷倫示波器精確測量PLL中周期抖動有什么方法和技巧?
答:如果用的是5483xB/D、548xxA 、5484xB和5485xA , 可以用其標準配置的直方圖方式測量,其時鐘邊沿或幅值的抖動情況,具體可參見安捷倫的應用文章“Jitter Analysis Techniques Using an Agilent Infiniium Oscilloscope”(P/N:5988-6109EN),可測量其最壞情況下的抖動情況。對于5485xA,如果希望更加強大的抖動分析功能,其配有專門的抖動分析軟件,提供功能十分強大的抖動分析,具體可參見http://www.agilent.com/find/test 5485x示波器的Datasheet,更詳細的信息,可致電安捷倫。提醒在使用示波器時,要注意其本身的抖動相關(guān)指標是否滿足測試需求,如示波器本身的觸發(fā)抖動指標等,同時要注意使用不同的探頭和探頭連接附件時,若不能保證示波器的系統(tǒng)帶寬,測量結(jié)果會不準確。
67. 如何使用安捷倫示波器測量PLL的Settle time?
答:可使用安捷倫548xx系列示波器+USB-GPIB 82357A 適配器+軟件選件 來完成。也可使用安捷倫的較低價位的調(diào)制域分析儀來完成。
68. 設(shè)計一個PLL,,如何測量PFD(頻率鑒相器)的死區(qū)?
答:可以將示波器的一個通道連接到參考信號,另一通道連到反饋信號,設(shè)置示波器的觸發(fā)條件為建立保持時間觸發(fā),這時,在調(diào)整示波器建立保持時間設(shè)置的同時,調(diào)整參考信號,直到失鎖,這時的建立保持時間設(shè)置就對應您的PFD死區(qū)。理論上,認為失鎖會在兩個時刻發(fā)生,一是在初始工作時間,兩個信號相差(頻差)超過PLL的捕捉帶寬;另一始在跟蹤過程種,反饋信號變化過大,使兩個信號相差超過PLL的跟蹤帶寬會失鎖。安捷倫所有548xx 系列示波器都可完成該測量(在帶寬滿足的前提下)。
69. 使用安捷倫設(shè)備如何測試光信號?
答:安捷倫有全套測試方案測量光信號,從光源、光譜儀、光萬用表、光示波器、光波長計等,如果想用實時示波器測量光信號,可使用光電轉(zhuǎn)換器結(jié)合示波器完成測量。
70. 如何使用示波器測量電源紋波?
答:可以先用示波器將波形整個波形捕獲,然后將關(guān)心的紋波部分放大來觀察和測量(自動測量或光標測量),同時還利用示波器的FFT功能從頻域分析。
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