33. 在帶寬一定的條件下,采樣頻率太大是否也沒有太大的意義?
答:帶寬是限制被測信號高頻分量被捕獲的基本條件。使用泰克的示波器每個被測信號周期只需2.5個點就能夠最大限度的重構波形。其它一些示波器需要大于4個樣點/周期,即100MHZ帶寬示波器單次采集至少需要400MS/s的采樣率,有些示波器甚至需要10個點(線性內插技術)才能保證采集信號有意義。
34. 所謂高斯響應示波器和平坦響應示波器各有何優缺點和適合的領域?
答:在示波器的規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,從泰克發明第一臺可觸發的模擬示波器以來,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。
從最近幾年的發展來看,目前數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鍵技術的唯一公司。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,示波器廠商的數字示波器中也出現了一些新的技術,最顯著的是示波器通過數字信號處理技術(DSP)來得到更好的性能。DSP就在數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技術的最好體現。合理的利用DSP可以提升示波器測試的信號保真度。但是,DSP技術的使用會是每一個示波器的使用者產生迷惑,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技術有何關系”,“當前的示波器帶寬到底是模擬帶寬還是DSP帶寬?”“DSP技術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中可以打開和關閉DSP的帶寬增強功能。泰克將DSP增強帶寬帶來的優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果的最關鍵因素,它由模擬器件決定。關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),兩者的測試結果差異較大。 從探頭參數得知, 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,這一電容將產生對于待測信號的負載效應,造成信號振鈴,形狀發生改變,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。
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