最大限度利用示波器.pdf

应用指南怎样最大限度地利用泰克高性能示波器？不管是设计拥有多条高速链路和接收机的串行数据通信系统，还是设计DDR存储器接口，或是设 计数字视频系统，您都必需树立信心，确认正确完成自己的任务实现这一点的唯一途径是查看部分关键信号及其相对时间关系， 另外要确认这些信号是干净的， 没 有携带串扰干扰或任何其它类型的不理想特点您还希望相当简单明了地完成波形查看、验证或 调试任务，而不会影响工作，以满足约定的时间表示波器为树立这种信心提供了最佳伴侣DPO7000和DPO/DSA70000B系列示波器提供了大量的功能， 帮助您迎接信号完整性挑战， 加快 日常工作本应用指南将演示重要的易用性优势，其中主要考察三个主要项目：利用高效的控制功能和快捷方式，提高工作效率仪器控制操作选项实现更快速的结果怎样最大限度地利用泰克高性能示波器?应用指南2 时基模式读数中的“Auto”表示Automatic图1. Horizontal控制窗口中的不同时基模式图2. 在下拉菜单中直接选择感兴趣的时基模式本应用指南还将介绍在工作台上使用示波器执行波形查 看、 验证或调试任务 实际应用包括但不限于：串行数 据通信(高速或低速)、嵌入式数字设计、数据采集和数 字视频设计。

为最好地采集信号， 您需要驱动水平时基和垂直幅度控 制 水平时基可以及时提供信号采集周期和精度， 这些 参数还可以导出用10格表示的信号垂直控制功能允 许根据信号特点订制各条示波器通道固有的低通滤波器 性能， 不仅包括幅度(增益)， 而且还包括频率成分(带宽 和滚降)最大限度地利用示波器时基通过 4.0 版以上的水平时基实现方案，DPO7000 和 DPO/DSA70000B用户可以更好地控制信号采集 可以 进行调谐， 适应各种应用 它将满足信号搜索和问题检 测的快速采集和显示速率， 也可以进行优化， 提供高精 度采集， 进行详细分析 它还可以为数据采集重点提供 细致的独立控制功能 为满足这些应用， 共提供了三种 不同的工作模式：Automatic、Constant Sample Rate 和 Manual通过Horiz/Acq按钮， 或在工具条的下拉菜单项中选择 Horizontal/Acquisition setup， 可以启用这些工作模 式(图 1 显示了Horizontal 控制窗口中的不同模式) ；也 可以通过高亮度显示Horizontal Modes，直接激活各 个模式(图 2 显示了怎样直接选择感兴趣的模式)。

图 3 所示的具体读数还会显示在右下角的显示屏上Auto” 表示Automatic，“Cons” 表示Constant Sample Rate， “Man”表示 Manual 3怎样最大限度地利用泰克高性能示波器?应用指南图6. 采样率和时间分辨率读数图 4. 每格时间读数图5. 记录长度限制重叠窗口自动操作默认模式Automatic会生成最实时的更新速率， 在您需 要与采集信号交互时，可以用来检测信号(快速更新速 率) 采集记录将适应屏幕尺寸， 提供完整的10格显示水平标度或每格时间将采用用户界面友好的 1-2-5 序 列，以便能够通过计算格数，来快速简单地测量时间 它可以通过前面板上的Scale旋钮或水平控制窗口中的 Scale 选项直接控制每格时间读数还显示在右下角， 如图 4通过任意限制采集数据使用的记录长度(称为记录长度 限制)，可以实现仪器的实时性这一限制在默认状态 下设置为100 k，但如果100 k不适合您的应用，您可 以在水平控制窗口中调节这一限制 图5显示了重叠窗 口，其中可以改变限制在改变每格时间时， 示波器会试图保持采样率， 然后必 需改变它采集的记录长度。

采样率 (每秒样点数)给出了 采集的时间分辨率 在大多数情况下， 示波器会试图保持最佳的实时分辨率， 以保证产生假信号的机率达到最 低，提供滤波器界面最友好的设置一个记录长度边界是至少1 k记录长度，以显示足够的 数据点在降低每格时间，到达1 k限制时，示波器将 自动提高采样率(以得到更多的样点)，直到非实时采样 率在提高每格时间，到达记录长度中的另一个边界时 (记录长度限制)，示波器将自动降低采样率注意我们这里讨论的边界极限并不是图5重叠窗口中显 示的Min值和Max值Min值和Max值是时基数学运算 允许的实际最小值和最大值可以使用前面板上的Resolution旋钮或直接在Horizon- tal控制窗口中调节采样率， 临时超过记录长度限制 采 样率和时间分辨率(采样的点之间的时间)数值还显示为 读数，如图6 所示4 采样率、每格时间和记录长度之间的关系为改变示波器试图保持不变的采样率值， 变动方式必需 使记录长度保持在允许的极限范围内 例如， 如果想把 恒定采样率从2.5 GS/s变成10 GS/s， 记录长度极限为200 K， 那么变动必需发生在每格时间位于50 ns/div和2 µs/div之间时。

表 1说明了 DPO7000 上怎样把采样 率、 每格时间和记录长度关联起来 请注意， 记录长度 边界并不是平滑的， 点数会变化， 需要考察每格时间数值的均匀性这个表可能会变化 5怎样最大限度地利用泰克高性能示波器?应用指南图 7. 操作GUI的恒定采样率模式恒定采样率模式不管采集时间周期是多少， Constant Sample Rate (恒 定采样率)模式都将保持最高的实时采集分辨率，其目 标是最大限度地提高采集精度， 最大限度地减少假信号 出现的机率 由于它提供了最大的样点数， 因此还特别 适合执行最准确的测量、 高级分析和数字滤波 这种工 作模式并不是为保持高显示更新速率而优化的， 由于采 集大量的样点，因此显示的轨迹可能会变粗在您改变每格时间时，示波器将保持选定的采样率不 变， 而改变它采集的记录长度， 直到到达最小或最大边 界1 K记录长度仍然存在，因为这是显示足够数据点 必需的最小记录长度在您降低每格时间，到达1 K极 限时，示波器将自动提高采样率(以得到更多的样点)， 直到非实时采样率 最大边界受到示波器上购买的记录长度选配配置影响在您提高每格时间时， 如果示波器到达最大记录长度边 界，那么它会自动降低采样率。

通过使用前面板上的Resolution旋钮或直接在Horizon- tal控制窗口中， 可以随时调节采样率 请注意在图7中， Horizontal控制窗口不会再显示记录长度限制控制功能手动操作某些应用希望优化信号采集的分辨率， 同时优化采集的 时间窗口，如数字化器、ATE和数据采集这些用户希 望控制全系列采样率和记录长度，作为代价，他们愿意 降低用户界面友好的1-2-5序列的每格时间值 由于轨 迹适应10格显示画面， 因此每格时间可能是一个不均匀 的数值怎样最大限度地利用泰克高性能示波器?应用指南6 9b.图8. 手动模式使用的GUI控制功能图9a. 在GUI上调用问号时， 将解释手动模式下的频谱行为手动模式直接独立控制采样率和记录长度 可以通过前 面板上的Scale旋钮或Horizontal控制窗口中的Record Length 选项，直接控制记录长度也可以使用前面板 上的Resolution 旋钮或使用Horizontal控制窗口中的 Sample Rate，调节采样率，如图 8 所示除数字化器、 ATE和数据采集应用外， 当需要对任何应 用在采集的信号上进行FFT时， 推荐使用手动模式。

例 如，为查看2.5 Gb/s 串行数据流的频率成分，您将对 采集的数据流执行 FFT您可以在 Math 菜单下选择Basic Spectral， 通过选择Magnitude， 可以生成采集 波形的幅度 FFT 在按 Apply 后，Math1 波形会得到 SpectralMag(Ch1) 在水平时基位于手动模式下时， 且 在 FFT 使用采集采样率提供的全部频率跨度时(如在 Basic Spectral中或在频率跨度设为全部的Advanced Spectral 中)，频率跨度是采样率的直接转换结果，解 析带宽是记录长度的转换结果，如图9a 所示但是， 在能够操作FFT with Advanced Spectral时， 通 过降低分析跨度，使用时域门，您可以直接在UI 中独 立于时基设置，直接调节解析带宽和频率跨度图 9b 显示了1.3 V偏置的2.5 Gb/s信号得到的FFT结果采 样率设置成最大实时采样率，以在 8 GHz 处启用带宽 限制滤波器注意门选通生效，而且非常短怎样最大限度地利用泰克高性能示波器?应用指南 7图 10. 带宽限制选择GUI控制示波器输入通道性能为调试和验证信号完整性， 必需根据信号速度调谐采集 系统的带宽。

信号保真度不仅涉及垂直噪声， 还需要准 确测量上升时间、上升时间、过冲和下冲一般来说， 选择的带宽应是感兴趣的数字波形基础频率的3-5倍， 这可以在捕获重要谐波成分与使噪声达到最小之间很好 地实现平衡为调试、验证或测试6 Gb/s SATA数据 流，您需要至少9 GHz或 15 GHz带宽的示波器对 2.5 Gb/s PCI Express设备， 您只需要4 GHz或7 GHz 的带宽， 在理想情况下， 您可以使用一台示波器可靠地 实现这些带宽 如果您想查看信号上的最小跳变， 您还 需要控制采集系统的增益， 使示波器或探头引入的不想要的噪声和干扰效应达到最小带宽极限选择DPO7000和 DPO/DSA70000B 系列在 4.0版固件中引 入了带宽极限选择功能，可以更好地控制信号采集可 以调谐这一功能，适应各种应用可以为最高的带宽需 求购买一台仪器，然后简便地优化仪器，同样可以处理 频率较低的测量 可以针对所需输入信号特点订制示波 器各条通道的性能，降低带外噪声的影响可以通过 Vertical按钮、工具条上的下拉菜单项、或在垂直读数 上按鼠标右键、 然后选择Vertical Setup或Bandwidth Enhanced或Bandwidth Limit，来启用这一功能。

图 10显示了 Vertical控制窗口中的带宽限制选项8 带宽读数图11. DPO/DSA72004B上的带宽限制选项这种功能限制了示波器的最大带宽， 其以1 GHz递增， 带宽最低不小于 500 MHz，如图11所示这些限定带宽是为DSP带宽滤波器设计的，工作采样 率可以大于等于最大实时采样率， 可以在全部4条通道 上独立选择如果勾选“Analog only” ，那么将关闭 这些滤波器然后用户可以获得示波器纯粹的硬件模 拟响应 否则， 在适当的采样率下， 所有三种水平工作 模式(自动、恒定采样率和手动)都将启用这些 DSP 带 宽滤波器 此外， 为保证在选择的所有每格时间上发生 DSP 带宽滤波，泰克增加了一个项目，称为“Force Constant Sample Rate” 在勾选这一项时，将启用时基恒定采样率工作模式， 但不会影响选择的采样率 必须保证示波器采样率大于等于最大实时采样率可 以使用前面板上的Resolution旋钮控制采样率， 或转 到水平设置控制窗口与每条活动通道有关的带宽读数将显示在左下角 看一 下图12a。