1、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zui高頻率5倍的帶寬。
2、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 )。
3、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zui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。
4、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:
*,示波器是時域的儀器,從泰克發明*臺可觸發的模擬示波器以來,示波器的帶寬一直是zui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zui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zui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zui關鍵技術的*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,zui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。
5、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zui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。
6、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,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。
7、實驗時,示波器接地線后,導致MOsfet炸掉,現在將示波器都剪掉了地線。這是什么原因?
答:為保證測試中的人身安全以及獲得良好的測量效果,一般示波器的所有探頭的地線都與機殼連接在一起,并連接到示波器電源線的地線。因此,您在電源中測量MOSFET管波形的時候,如果其中任何一個點都不是地,就會產生問題,如下圖所示。
剪斷地線可以防止對MOSFET管測試中的短路問題,但是也會帶來一些其它的測試問題,比如示波器機殼帶電,示波器機殼分布參數對測量信號造成影響等。解決的辦法是使用差分探頭,比如泰克的P5205,可以測量所謂的2個測試點都不是地的差分信號。
8、用示波器抓取數據時,發現存儲的文本里只有當前屏幕的數據,且是按照resolution為時間間隔的。如何利用軟件實時處理數據(matlab?),如何抓到更多數據?
答:泰克示波器采用壓縮屏幕的顯示風格,即屏幕顯示的波形為采集下來的所有數據,配合TDS5000B的multiViewZoom功能,可以方便顯示所有波形。
泰克TDS5000B,TDS6000,TDS7000B,TDS8000B系列示波器都采用*開放的WINDOWS平臺,支持當前所有的流行工具,象Matlab,LabView,VB,VC,.NET,MicroSoft,Office,VBA等等,可以靈活進行數據分析和處理。
這些分析工具還可以直接安裝在示波器里面,構成一臺集數據采集,分析,顯示,處理的儀器。單次采集更多的數據,需要示波器 配備更深的存儲深度,象TDS5000B系列通用示波器 可以支持到16M內存。
9、影響示波器工作速度的因素有哪些?
答:實際上任何一臺示波器的原理都差不多,前端是數據采集系統,后端是計算機處理。影響速度主要有兩方面,一是從前端數采到后端處理的數據傳輸,一般都是用PCI總線,此乃傳輸瓶頸,但已有新技術可以突破;另一個是后端的處理方式,提高處理速度可以通過數據分包共享來實現。
10、我們的應用通常會捕獲2M甚至更多的數據進行分析,且采樣率通常會高達10GS/S,但在進行參數測試和FFT等分析時總是顯得很慢,為什么?
答:處理的數據量大,速度自然會慢。要想獲得大數據量的高速實時FFT分析,除非采用FFT處理器,但成本較高。
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