示波器对光栅尺输出信号测试

特别针对大学及教育机构，罗德与施瓦茨公司设计了R&S RTM示波器系列的新的200MHz型号。教育模式用于测试与测量练习，并且能够停用示波器的所有分析工具（如自动设置和一键测量）和自动测量功能。这样就能提高学习效果，因为学生和学习者不得不自己动手计算测量结果。此模式采用密码保护，并且同样可以用于R&S RTM家族的其他带宽型号上。 R&S RTM同样非常适合于研发、生产及服务中的通用测试测量应用。选购R&S RTM B200，B201或B202带宽升级选件，可将低带宽型号进行带宽升级以满足未来的需求，带宽可最大升级到500MHz。新的R&S RTM-K32数字电压表选件使得R&S RTM能以3位的精度测量多种参数，如AC、

数字示波器是一种通用测试仪表，本质上是一种形显示设备，相当于具有形显示的电压表或万用表，能在屏幕上直观的显示信号随时间变化的波形，并对波形的周期、电压、频率等参数进行测量和分析，广泛应用于科研、生产等各个领域，是工程师设计，调试，维修产品时的主要测试仪表，对测试工作起着举足轻重的作用。 数字示波器的工作方式是通过模拟转换器（ADC）把被测电压转换为数字信息。数字示波器捕获的是波形的一系列样值，并对样值进行存储，存储限度是判断累计的样值是否能描绘出波形为止，随后，数字示波器重构波形。 数字存储示波器在紧凑的设计中提供了经济的性能。 由于多种标配功能，包括USB连接、34 种自动测量、极限测试、数据记录、频率计数器、趋势和上下

任何示波器的存储器都是有限的，因此所有示波器都必须使用触发。触发是示波器应该发现的用户感兴趣的事件。换句话说，它是用户想要在波形中寻找的东西。触发可以是一个事件（即波形中的问题），但不是所有的触发都是事件。触发实例包括边沿触发、毛刺信号触发和数字码型触发。 　　 示波器必须使用触发的原因在于其存储器的容量有限。例如，Agilent90000系列示波器具有20亿采样的存储器深度。但是，即便拥有如此大容量的存储器，示波器仍需要一些事件来区分哪20亿个采样需要显示给用户。尽管20亿的采样听起来似乎非常庞大，但这仍不足以确保示波器存储器能够捕获到感兴趣的事件。 　　 示波器的存储器可视为一个传送带。无论什么时候进行新的采样，采样都会存储到存

五、探头及附件准确度验证 下图是一个例子：被测信号是一个频率456MHz，边沿时间约65ps的时钟信号，分别使用不同类型的探头和探头附件的测试结果。 A图是使用12GHz的1169A差分探头和N5381A 12GHz焊接探头附件的测试结果，几乎完全复现被测信号； B图是使用500MHz的无源探头的测试结果，显示的信号完全失真； C图是使用12GHz的1169A差分探头和较长的测试引线的测试结果，显示的信号出现很大的过冲； D图是使用4GHz的1158A单端探头和较长的测试引线的测试结果，显示的信号几乎是正弦波，失真较大。 从图中可见探头和探头附件对测试精确度的影响是非常大的，是我们测试高速信号应该重点注意的内容之一。

　　随着计算机和通信系统总线速度的显著提高，特别是各种不同的采用内嵌时钟技术的高速串行总线日益普及，定时抖动已经成为影响其性能的基本因素。本文针对当前各种不同的抖动测试工具和方法重点介绍了如何选择实时示波器进行抖动测试和分析，并且探讨了示波器中影响抖动测试结果的几个关键因素。最后针对高精度抖动测试提供了参考方法和测试实例。 图1：TDSJIT3进行高速数据的 抖动测试和分解。 　　越来越多的高速计算机和通信系统开始采用高速串行总线在芯片间，背板间和系统设备间传送高速数据。在串行数据传输过程中，任何微小的高速时钟和数据抖动都会对整个系统产生巨大的影响，在这种情况下，抖动已经成为设计高速数字系统成败的关键。

经常使用示波器的人都知道带宽被称为示波器的第一指标，也是示波器最值钱的指标。示波器市场的划分常以带宽作为首要依据，工程师在选择示波器的时候，首先要确定的也是带宽。那么真的了解示波器的带宽吗？ 通常谈到的带宽没有特别说明是指示波器模拟前端放大器的带宽，也就是常说的-3dB截止频率点。此外，还有数字带宽，触发带宽的概念。 我们常说数字示波器有五大功能，即捕获（Capture），观察（View），测量（Measurment），分析（Analyse）和归档（Document）。这五大功能组成的原理框图如图1所示。 图1 数字示波器的原理框图 示波器捕获部分主要是由三颗芯片和一个电路组成，即放大器芯片，A/D芯片，存储器芯片和触

下面以安捷伦的90000A系列数字示波器为例，介绍数字示波器的原理。 图1.数字示波器内部结构图 图2.安捷伦90000A系列示波器捕获板 图1是数字示波器内部结构图。示波器内部结构主要包括如下几个部分： 1）信号调理部分：主要由衰减器和放大器组成； 2）采集和存储部分：主要由模数转换器ADC，内存控制器和存储器组成； 3）触发部分：主要由触发电路组成； 4）软件处理部分：由一台计算机组成。 信号进入示波器后，先要进行衰减，再进行放大，这是为什么呢？ 原来，衰减器是可调衰减器，当衰减比调节的较大时，让我们能够测试大幅度的信号，当衰减比调节的较小或0dB衰减时，通过放大器的放大作用，使得我们可以测试小幅度的信号。我们平时调节

当前的嵌入式设计工程师面临着系统复杂程度日益提高的挑战。典型的嵌入式设计可能会包括各种模拟信号、高速和低速串行数字通信、微处理器总线等等。I2C和SPI等串行协议通常用于芯片间通信，但不能在所有应用中代替并行总线。微处理器、FPGA、模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)等集成电路给当前嵌入式设计带来了独特的测量挑战。工程师可能需要解码两个IC之间的SPI总线，同时在同一块系统电路板上观察ADC的输入和输出。图1 是混合信号系统实例。 对配备4 通道示波器的工程师来说，调试图1所示的硬件是一件困难而又让人畏缩的任务。许多工程师用惯了示波器，同时为了节约时间，可能会选择购买三四台示波器，以便一次探测多个信号。逻辑分析仪可以探测多