23. 如何使用示波器測量差分信號?
答:最好的方法是選用差分探頭,這時測到的信號最為真實客觀;若沒有差分探頭,可使用 兩個差分探頭接到示波器的兩個通道上(如 Ch1, Ch2),然后用數學運算,得到 ch1-ch2 的波 形并進行分析,這時盡量保持兩根探頭完全一樣,示波器兩個通道的 Vertical scale ( 每格多 少伏)設置一樣,否則,誤差會較大。
24. 怎樣用示波器測量出 USB 總線上的差分信號?
答:USB 信號的測試分為 2 種情況: 第一種是需要進行符合 USB 組織定義 USB1.1/2.0 總線的物理層測試規范,只有通過 USB 一致性測試后方可打上 USB 標識。USB 物理層一致性測試分為很多個測試項目,主要是考察 USB 信號的信號質量如何,像 Signal Quality Test、 Droop & Drop Test、 Inrush Current Test、 HS Specific Tests、 Chirp Test 、Monotonic Test、 Receiver sensitivity Test、 Impedance Test (TDR) 等等。
第二種情況是僅觀測 USB 總線上的信號,可以選擇合適的差分探頭連接到 D+, D-,直接進 行 USB 信號的觀測。USB2.0 信號速度比較快,上升時間為幾百皮秒,為了保證信號的包真度測試,需要選擇大于 2GHz 的示波器和差分探頭進行測試。
25. PCB 板上的高速信號特征:XAUI 接口3.125GBd 串行差分信號:60ps,請問需要 多高帶寬的示波器才能精確測量?測量誤差可達多少?
答:對 XAUI 接口 3.125GBd 串行差分信號,聽起來有點象 InfiniBand 信號,用正弦內插的 方式,或類似等效采樣的方式來采集,但由于本身帶寬和觸發抖動等因素,在其測量 100ps ~ 130ps 范圍內的上升時間時,采用 7GHz 差分探頭可保證誤差《3%,對于《 80ps 的上升時 間測量,其誤差會大于 10%, 雖然這已經是實時示波器中最好的方案,單就上升時間測量而 言,最精確的方案是安捷倫的網絡分析儀(需配上物理層分析軟件),因為其帶寬可高達 50GH z。
26. 對時鐘的相位噪聲參數的要求很高的設計,需要考慮哪些關鍵性的問題來降低相位噪聲?
答:在 ADC,DAC 的器件中衡量性能有很多項指標:象位數、轉換速度、DC 精度、開關性 能、動態性能(SNR, SINAD,IMD)等等。
27. 對時鐘的相位噪聲參數的要求很高的設計,怎樣測量相位噪聲?
答:從示波器的角度來看,可以測試 ADC,DAC 的模擬和數字信號的幅度,時間,轉換后的 信號質量,轉換速度,時鐘和數據的建立/保持時間等參數,還可以通過 TDS 示波器中的高 級運算功能(頻譜分析功能)來定性測量 SNR,SINAD 等參數。
28. 由于可能需要引入外界的時鐘,這樣時鐘存在2 選1的問題,此時用什么方案才能 使相位噪聲的惡化最???
答:首先要分析抖動產生的來源,示波器來分析抖動是一個很好的工具,目前可以使用 TDS5000B/6000B/7000B 系列示波器配合抖動分析軟件進行徹底抖動分析,象確定抖動(Dj), 隨機抖動(Rj),Rj 和 Dj 的分離,最后通過分析造成抖動的原因來消除抖動。
29. 在示波器上看波形時,用外觸發和自觸發來看有何區別?
答:示波器的通常觸發是邊沿觸發,其觸發條件有 2 個,觸發電平和觸發邊沿;即:信號的 上升沿(或者下降沿)達到某一特定電平(觸發電平)時,示波器觸發。 示波器只有在信 號自觸發有問題的時候才會使用外觸發,沒有哪一個更好的問題。而這種問題通常可能是, 信號比較復雜, 有很多滿足觸發條件的點,無法每次在同一位置觸發,從而得到穩定的顯 示。這時需要使用外觸發。舉例如下:
觀測上面的信號,由于 ABCD 各點都會觸發,示波器顯示波形將不能穩定。這時可以使用 下面的信號作為觸發信號,示波器將得到能夠全部周期的顯示。
30. TDS3032B 的帶寬是 300MHz,采樣頻率為 2.5G/s,采樣頻率為帶寬的 8 倍。請問帶寬和采樣頻率之間有什么固定關系?我們也有一款其它廠家的示波器,帶寬 100MHz、 采樣頻率只有 200MHz。為什么兩個示波器的帶寬采樣頻率比相差這么大?
答:帶寬是示波器最重要的指標,因為在數字示波器中有 ADC,它的采樣率理論上需要滿 足 Nyquist 采樣定律,即被測信號的最高頻率信號的每個周期理論上至少需要采 2 個點,否 則會造成混疊。但是在實際上還取決于很多其它的因素,比如波形的重構算法等。泰克示波 器采用先進的波形重構算法,被測信號的每個周期只需要 2.5 個點就能夠重構波形。也有的 示波器采用線性插值算法,可能就需要 10 個點。一般采樣率是帶寬的 4-5 倍就可以比較準 確地再現波形。
泰克的 TDS3000B 系列是“實時采樣”示波器,即,它的單次帶寬(捕獲單次信號的能力) =重復帶寬,您所說的另一種示波器的單次帶寬顯然不到 100MHz,您可以看一下它的指標。
31. 示波器指標中的帶寬如何理解?
答:帶寬是示波器的基本指標,和放大器帶寬的定義一樣,是所謂的-3dB 點,即,在示波 器的輸入加正弦波,幅度衰減為實際幅度的 70.7%時的頻率點稱為帶寬。也就是說,使用 100MHz 帶寬的示波器測量 1V,100MHz 的正弦波,得到的幅度只有 0.707V。這還只是正 弦波的情形。因此,我們在選擇示波器的時候,為達到一定的測量精度,應該選擇信號最高 頻率 5 倍的帶寬。
32. 測量系統的總帶寬如何獲得?
答:測量系統的總帶寬=0.35/上升時間(1GHz 以下示波器)。
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