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再談示波器帶寬

作者： 時(shí)間：2017-01-06 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏



圖7，示波器波特圖的計量方法
關(guān)于帶寬的更深入討論，我們需要談到示波器前端放大器幅頻特性的平坦度和滾降特性。力科的一
篇技術(shù)白皮書(shū)中對此有非常詳細的解釋。http://www.lecroy.com/tm/Library/WhitePapers/PDF/Eye_Patterns_in_Scopes-designcon_2005.pdf(這份白皮書(shū)的第一作者Peter是DSP提升帶寬，Eye Dcotor和DBI等原創(chuàng )技術(shù)的發(fā)明者)
現在業(yè)界有三種幅頻特性曲線(xiàn)，分別代表了三個(gè)品牌:Gaussian(泰克）, 4th oder Bessel (力科)和Maximally Flat（安捷倫）。
Gaussian響應在-3dB之后仍衰減很慢。 其優(yōu)點(diǎn)是允許被測信號的更高頻率成分的諧波能量通過(guò)放大器（這是假定其有采樣率遠超過(guò)Nyquist），對于特別快的快沿測量有幫助。其缺點(diǎn)是在低頻段使被測信號嚴重衰減，特別是對3次諧波的衰減嚴重，導致眼圖測量中產(chǎn)生"花生眼"。 　
Maximally Flat響應或者說(shuō)矩形響應似乎是最接近我們教科書(shū)上對幅頻特性的定義。但幅頻特性接近理想狀況并不意味著(zhù)是最適合用于示波器的放大器前端?！∑鋵τ趲挿秶鷥鹊恼也y量有優(yōu)勢，但由于實(shí)際測量信號多是方波信號，矩形響應對于超過(guò)帶寬范圍內的高次諧波完全消除掉，會(huì )帶來(lái)嚴重的相位失真。假想您購買(mǎi)的1GHz示波器是用于200MHz的信號測量，矩形響應會(huì )將５次諧波以上的能量完全消除掉。這對于上升沿比較快的脈沖信號測量是有問(wèn)題的?！　?br />力科的4th oder Bessel響應曲線(xiàn)是對前兩種的折衷考慮。它在頻率含量最豐富的3次諧波含量衰減很小，在接近帶寬的頻段的相位信息沒(méi)有失真。這對于串行信號測量是非常完美的幅頻特性曲線(xiàn)。
下面圖9是用力科采樣示波器WE100H測量的5Gbps眼圖，因為采樣示波器帶寬高，噪音小，A/D位數高，可作為周期重復性信號的眼圖測量的標準。圖10是用力科SDA1100測量的5Gbps眼圖。 圖11是用其它品牌的12GHz示波器測量的5Gbps眼圖。一個(gè)有趣的現象是，12GHz帶寬測量的眼圖有“花生眼”出現。圖12可以一目了然揭示出“花生眼”產(chǎn)生的原因，5Gbps串行信號的三次諧波是7.5GHz，高斯響應曲線(xiàn)在3次諧波處的衰減很大。


圖8，示波器實(shí)際的波特圖真相



圖12，不同幅頻特性曲線(xiàn)的對比
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