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(guān)系?我們也有一款其它廠家的示波器,如泰克示波器。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(biāo),因為在數(shù)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(gòu)算法等。泰克示波器采用先進(jìn)的波形重構(gòu)算法,被測信號的每個周期只需要 2.5 個點就能夠重構(gòu)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(zhǔn)確地再現(xiàn)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(fù)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(biāo)。
31. 示波器指標(biāo)中的帶寬如何理解?
答:帶寬是示波器的基本指標(biāo),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(dá)到一定的測量精度,應(yīng)該選擇信號最高頻率 5 倍的帶寬。
32. 測量系統(tǒng)的總帶寬如何獲得?
答:測量系統(tǒng)的總帶寬=0.35/上升時間(1GHz 以下示波器)。
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(gòu)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(nèi)插技術(shù))才能保證采集信號有意義。
34. 所謂高斯響應(yīng)示波器和平坦響應(yīng)示波器各有何優(yōu)缺點和適合的領(lǐng)域?
答:在示波器的規(guī)范中并沒有平坦相應(yīng)和高斯相應(yīng)的指標(biāo)。在示波器中會出現(xiàn)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(fā)明第一臺可觸發(fā)的模擬示波器以來,示波器的帶寬一直是最重要的指標(biāo),它是指示波器內(nèi)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(fù)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(fā)展來看,目前數(shù)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(dāng)示波器帶寬到達(dá)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(guān)鍵技術(shù)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(fā)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(shù)字示波器中也出現(xiàn)了一些新的技術(shù),最顯著的是示波器通過數(shù)字信號處理技術(shù)(DSP)來得到更好的性能。DSP 就在數(shù)字示
波器主要應(yīng)用包括:
增強帶寬
更快的上升時間
增益和波形校準(zhǔn)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(shù)的最好體現(xiàn)。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(shù)的使用會是每一個示波器的使用者產(chǎn)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(shù)有何關(guān)系”,“當(dāng)前的示波器帶寬到底是模擬帶寬還是 DSP 帶寬?”“DSP 技術(shù)帶來的負(fù)面效應(yīng)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(guān)閉 DSP 的帶寬增強功能。泰克將 DSP 增強帶寬帶來的優(yōu)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(jié)果,更好的進(jìn)行高速信號測試。
35. 除高斯響應(yīng)示波器和平坦響應(yīng)示波器之外,還有基于其它響應(yīng)的示波器嗎?