基于矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀E5071C的TDR與傳統采樣示波器T

最近幾年隨著(zhù)多Gbps傳輸的普及，數字通信標準的比特率也在迅速提升。例如， USB 3.0的比特率達到 5 Gbps。比特率的提高使得在傳統數字系統中不曾見(jiàn)過(guò)的問(wèn)題顯現了出來(lái)。諸如反射和損耗的問(wèn)題會(huì )造成數字信號失真，導致出現誤碼。另外由于保證器件正確工作的可接受時(shí)間裕量不斷減少，信號路徑上的時(shí)序偏差問(wèn)題變得非常重要。雜散電容所產(chǎn)生的輻射電磁波和耦合會(huì )導致串擾，使器件工作出現錯誤。隨著(zhù)電路越來(lái)越小、越來(lái)越緊密，這一問(wèn)題也就越來(lái)越明顯。更糟糕的是，電源電壓的降低將會(huì )導致信噪比降低，使器件的工作更容易受到噪聲的影響。盡管這些問(wèn)題增加了數字電路設計的難度，但是設計人員在縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間上受到的壓力絲毫沒(méi)有減輕。

　　隨著(zhù)比特率的提高，盡管無(wú)法避免上述問(wèn)題，但是使用高精度的測量?jì)x器可以對此類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行檢測和表征。以下是使用儀器處理這些問(wèn)題時(shí)必須要遵守的測量要求:

　　a.在更寬的頻率范圍都要有很大的測量動(dòng)態(tài)范圍

　　實(shí)現高動(dòng)態(tài)范圍的一種方法是降低噪聲。如果儀器噪聲達到最低水平，就可以把很小的信號(例如串擾信號)測量出來(lái)。精確地測量高頻元器件也很關(guān)鍵，因為它們是導致信號完整性問(wèn)題的最常見(jiàn)原因。

　　b.激勵信號要能精確地同步起來(lái)

　　在測量多條微帶線(xiàn)之間信號的時(shí)序偏差時(shí)，精確同步的激勵信號更能保證精確的測量結果。

　　c.快速進(jìn)行測量并刷新儀表屏幕上顯示的測量結果能夠快速進(jìn)行測量并刷新所顯示的測量結果可以使產(chǎn)品的設計效率更高并提高生產(chǎn)吞吐量。

　　傳統上，基于采樣示波器的時(shí)域反射計(TDR)一直用于電纜和印刷電路板的測試。由于這種示波器的噪聲相對較大，同時(shí)實(shí)現高動(dòng)態(tài)范圍和快速測量具有一定難度，雖然通過(guò)取平均法可以降低噪聲，但是這會(huì )影響測量速度。示波器上用于測量時(shí)序偏差的多個(gè)信號源之間的抖動(dòng)，也會(huì )導致測量誤差。此外，給TDR示波器設計靜電放電(ESD)保護電路非常困難，因此TDR示波器容易被ESD損壞。

　　這些問(wèn)題只憑TDR示波器基本上很難解決，只有通過(guò)E5071C-TDR —基于矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀(VNA)的TDR解決方案才能解決。