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是德示波器通过什么技术指标来确定真正的信号完整性

发布日期:2023-01-13 13:54:29         浏览数:   

  是德科技示波器信号的完整性一直是电子领域的热门话题。在今天的设计中,裕度和数据速率都在缩小,这意味着测量必须比以前更多**。每个示波器制造商对信号完整性都有自己的看法:最高的ADC位数、最低底部噪声、最快采样率等。虽然这些技术指标非常重要,但更重要的是了解整个测量系统,而不仅仅是根据其中一个技术指标进行判断。

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  了解这些技术指标对设计的真正意义,可以节省你在测试中的大量时间和精力。你可以确切地知道你需要什么技术指标来确定真正的信号完整性。

  技巧1了解ADC位数与ENOB

  示波器中的ADC位数是最受关注的技术指标之一。因此,许多工程师倾向于将其视为决定示波器质量的技术指标**技术指标。虽然这是一个非常重要的技术指标,但如果示波器的其他部分设计不当,ADC位数可能很大*折扣。

  与ADC系统的有效位数也很重要(系统的有效位数)ENOB)。系统ENOB是测量时的实际有效位数。在任何示波器中,都有一些ADC位置不起作用,它们只能在噪音中工作。因此,决定示波器测量质量的是ENOB而不是ADC位数。如果测量质量太差,结果会不会?**而且不能重复,导致对设计的误判。

  可以肯定的是,ENOB它可以更好地表示信号的完整性,因为它考虑了系统误差。

  示波器制造商通常不提系统ENOB,因为设计高ENOB不像放高位ADC那么简单。ADC周围的前端和支撑电路也必须有高质量的设计,这不是一项简单的任务。

  制造商自然倾向于宣传看似最好的技术指标。所以,如果你看到的话ADC如果位数相对较高,这是一个好兆头,但您必须检查其他与信号完整性相关的重要组成部分。ADC位数只是其中的一小部分。

  图1.100MHz到1GHz的S系列DSOS104A1GHz实时示波器ENOB平均8位左右,确保您始终能获得极高的信号完整性。

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  技巧2ADCENOB与系统ENOB

  假如你只知道ENOB如果你只通过产品数据获得这些信息,你可能不会意识到这些信息ENOB事实上,技术指标也存在差异。请注意,我们在前一节谈到了系统ENOB。这个术语非常关键,因为系统ENOB和ADCENOB它们之间有很大的差异。

  ADCENOB指的是ADC有效位数,仅针对ADC。然而,示波器由整个系统组成,而不仅仅是ADC。ADCENOB技术指标并不代表整个示波器的有效位数,而后者是测量真正起作用的技术指标。

  系统ENOB它是为了让您在屏幕上看到信号、测量和使用分析功能的有效位数。如果产品数据或制造商的技术文件没有注明此技术指标,请提出要求。

  系统ENOB可以决定你的测试成败。如果你的系统ENOB如果不够高,就无法获得稳定设计所需的清晰度。

  技巧3带宽不是越高越好

  有时带宽太高会很糟糕。如果仪器的带宽太高,它可能会改变您的测量结果。高带宽示波器可以拾取高频噪声。请使用尽可能低的带宽,并确保有足够的带宽来准确地捕获信号。如有必要,示波器的内置硬件或软件滤波器可用于限制带宽。

  系统的ENOB很大程度上受到噪声量的影响。噪音越大,ENOB越低。

  图2.使用8GHz(上图)和100MHz(下图)测试20MHz信号

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  例如,图2显示了在两个不同的带宽下捕获的20MHz信号。使用100MHz(下图)合适的带宽得到一个干净的信号。GHz带宽捕获的信号(上图)噪音较大,导致信号较宽,峰值测量不准确。

  技能4并非所有具有相同带宽的示波器都具有相同的频率响应特性

  示波器的频率响应揭示了真相:并非所有具有相同带宽的示波器都具有相同的频率响应特性。

  图3帮助我们理解这个概念。请注意,当您改进德国技术示波器的带宽时,频率响应保持平稳。这是因为硬件校正滤波器用于示波器,这意味着您的信号几乎没有衰减。屏幕上显示的是设备的真实特性。这可以确保您在示波器的整个带宽范围内获得**测量结果。

  然而,一些制造商不使用校正滤波器。这意味着仪器将略微增加更高的频率重量。原因是高频信号需要衰减,以进入可测带宽范围。最后,它会影响您在屏幕上看到的信号,并偏离峰值测量。

  你会对测量结果产生怀疑,因为你不知道设计中的问题在哪里,但事实上,这一直是由于示波器信号完整性差。

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  图3.KeysightS系列示波器的平面频率响应确保了整个带宽范围的精度

  技能5不同偏置的本底噪声

  这将让许多工程师感到惊讶:你知道示波器的底部噪声会根据信号在屏幕上的位置而变化吗?

  当信号直接位于屏幕中央时,最有可能获得理想的最低基本噪声。然而,由于仪器中的原因ADC质量不同,您可能会在屏幕上的不同垂直偏置中看到不同的噪声电平。这与需要显示的定量电平的数量有关。

  这种情况发生在每个示波器上,不同之处在于对信号和测量的影响非常不同。S如图4和图5所示,系列示波器的噪声变化很小,但在其他厂家的一些仪器中,这个问题非常突出。

  屏幕上的不同点必须分析示波器的底部噪声,以确保它不会影响您的信号。

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  图4.屏幕中心的噪声

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  图5.噪音增加到屏幕上部

  技能6了解采样率和交错失真

  通常,采样率越高,你看到的信号细节就越多。但这取决于示波器如何实现如此高的采样率。

  一些示波器可以实现不可思议的高采样率。为了实现这一点,必须有两个或两个以上的示波器ADC交错使用,即以“一个接一个”该方法与时钟相位延迟同步。这可以有效地将最大采样率翻倍。

  但是这里有个问题。使用此技术时,ADC它们之间的同步需要很多**。不幸的是,许多示波器用户无法正确完成这一同步。如果相位延迟时钟没有正确对齐,样本将在不均匀间隔内收集。这将使重建并显示在屏幕上的波形失真,如图6所示。

  幸运的是,KeysightS这种情况不会发生在系列中,因为ADC正确同步,但在评估示波器时,正确同步仍然非常重要。一些高端示波器,如是德科技公司最新推出的示波器UXR系列,不需要交错使用ADC可实现高达128GSa/s从而实现非常快的速度**的测量。

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  图6.如果ADC交错性能差,信号失真。

  当您测量或寻找最适合您的示波器时,请记住以下重要经验:

  1.一定要索取系统ENOB判断整体测量质量的信息

  2.记得检查系统ENOB,而不仅仅是ADCENOB

  3.只使用真正需要的带宽而不使用过高的带宽,以降低噪音

  4.向制造商索取频率响应图,以确保示波器在整个带宽范围内保持平坦响应

  5.检查示波器屏幕上不同偏置下的底部噪声,确保底部噪声不会对测量产生明显影响

  6.请注意采样率高,错误交错ADC

       以上就是是德示波器通过什么技术指标来确定真正的信号完整性的相关介绍,如果您有更多疑问或需求可以关注西安安泰测试Agitek哦!非常荣幸为您排忧解难。

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