示波器的常見問題

17．使用一臺(tái)標(biāo)稱100MHz的DSO示波器，測量一個(gè)高頻開關(guān)幅值400V，f=50M，示波器如何描繪出它的波形和上升時(shí)間？
答：① 示波器的帶寬是以正弦波幅度衰減－3dB點(diǎn)為帶寬定義的。
② 數(shù)字示波器中對于波形和上升時(shí)間的描繪都是通過實(shí)時(shí)采樣電路和高速A/D變換器獲得波形數(shù)據(jù)，再通過插值運(yùn)算得到的。
③ 在泰克的示波器中，有實(shí)時(shí)的處理電路完成所謂的正弦內(nèi)插功能，在信號采集電路部分完成。當(dāng)然，很多示波器也是通過示波器的主處理器進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算完成的，這個(gè)時(shí)候會(huì)花比較多的時(shí)間。
④ 對于您測量的信號，恐怕使用100MHz的示波器是無法進(jìn)行。50MHz的方波，理論上應(yīng)該使用450MHz以上的示波器才能將信號中最重要的9次以下諧波準(zhǔn)確重新，從而保證波形不失真。更何況，您恐怕還要考慮信號上升時(shí)間的問題，理論上，示波器的上升時(shí)間應(yīng)該比信號快5倍以上。
⑤ 探頭也一樣，由于普通探頭在測量高壓的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生高頻失真的效應(yīng)，您應(yīng)該采用特別的差分探頭或者高壓探頭比如，泰克的P5205，P5100進(jìn)行測量。

18．如何在模擬電路用好數(shù)字示波器，比如測音頻放大器的小信號，電源的雜波等？
答：要注意的問題有：
① 示波器的接地問題，示波器的機(jī)殼和探頭的參考地線都是連接地線的，因此良好的接地是測量干擾的首要條件。
② 示波器參考地線引入的干擾問題，由于普通探頭通常都有一段接地線，會(huì)與待測點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)類似環(huán)形天線的干擾路徑，引入
比較大的干擾，因此要盡量減少這一干擾，可以采用的方法是將探頭帽拿掉，不使用探頭上引出的地線，而直接使用探頭尖端和
探頭內(nèi)的地點(diǎn)接觸待測點(diǎn)進(jìn)行測量。
③ 使用差分測量的方法，消除共模噪聲。泰克提供一系列的差分探頭，比如專門針對小信號的ADA400A可以測量到幾百微伏，用于高速
信號測量的P7350提供高達(dá)5GHz的帶寬
④ 在泰克的很多示波器里提供高分辨率采集（Hi-Res）的信號捕獲模式，可以過濾信號上疊加的隨機(jī)噪聲。

19．在測量離板信號線的傳導(dǎo)騷擾時(shí)，發(fā)現(xiàn)在兩個(gè)特定頻點(diǎn)（一個(gè)是659K另一個(gè)是1.977K）上由兩個(gè)很大的噪聲信號。初步分析是由于板上的開關(guān)電源芯片引起的，如何使用示波器測量這樣的噪聲信號？
答：示波器可以測試噪聲信號有幾個(gè)考慮的因素：
① 被測信號的幅度，是否為小信號， 示波器配合探頭可以測試uA級的信號
② 被測信號的頻率。
③ 探頭的連接方式不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生噪聲，影響測試結(jié)果。

20．在用泰克的示波器時(shí)，如何理解Holdoff這個(gè)參數(shù)？
答：Holdoff（觸發(fā)釋抑）的含義是暫時(shí)將示波器的觸發(fā)電路封閉一段時(shí)間（即釋抑時(shí)間），在這段時(shí)間內(nèi)，即使有滿足觸發(fā)條件的信號波形點(diǎn)示波器也不會(huì)觸發(fā)。在數(shù)字示波器中也會(huì)用百分比來表示，意義是整個(gè)記錄長度或者整個(gè)屏幕的百分比。

示波器的觸發(fā)部分的作用就是穩(wěn)定的顯示波形，觸發(fā)釋抑也是為了穩(wěn)定顯示波形而設(shè)置的功能。主要針對大周期重復(fù)而在大周期內(nèi)有很多滿足觸發(fā)條件的不重復(fù)的波形點(diǎn)而專門設(shè)置的。比如圖中所示，圖中紅色的點(diǎn)都可以滿足觸發(fā)條件，如果不用釋抑功能，觸發(fā)點(diǎn)將不固定，造成顯示不穩(wěn)定，使用觸發(fā)釋抑后，每次都在同一個(gè)點(diǎn)觸發(fā)，因此可以穩(wěn)定顯示。
此外，對于調(diào)幅信號等也一樣要使用觸發(fā)釋抑。詳情請參見泰克文章《示波器XYZ》。

21．關(guān)于holdoff，所謂觸發(fā)與非觸發(fā)，示波器對采集信號的處理有什么區(qū)別？
答：對于數(shù)字示波器，不論是否觸發(fā)，示波器實(shí)際上都是在不斷地采集波形，但是如果只有穩(wěn)定的觸發(fā)才能有穩(wěn)定的顯示。也會(huì)出現(xiàn)這種狀況，示波器觸發(fā)電路的模式出于“自動(dòng)”模式，即不論是否滿足觸發(fā)條件都進(jìn)行波形顯示。如果使用“通?！盢ormal模式，不滿足觸發(fā)條件就不會(huì)顯示波形。

22．關(guān)于holdoff，如果在水平時(shí)間分辨率不變的前提下，是否百分比設(shè)置越大（對應(yīng)信號顯示逐漸穩(wěn)定）那么就意味著信號的周期越長？
答：是的，百分比越大，釋抑時(shí)間越長。

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(shí)測到的信號最為真實(shí)客觀；若沒有差分探頭，可使用兩個(gè)差分探頭接到示波器的兩個(gè)通道上如Ch1, Ch2，然后用數(shù)學(xué)運(yùn)算，得到ch1-ch2的波形并進(jìn)行分析，這時(shí)盡量保持兩根探頭完全一樣，示波器兩個(gè)通道的Vertical scale 每格多少伏設(shè)置一樣，否則，誤差會(huì)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(jìn)行符合USB組織定義USB1.1/2.0總線的物理層測試規(guī)范，只有通過USB一致性測試后方可打上USB標(biāo)識。USB物理層一致性測試分為很多個(gè)測試項(xiàng)目,主要是考察USB信號的信號質(zhì)量如何，象
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(jìn)行USB信號的觀測。USB2.0信號速度比較快，上升時(shí)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(jìn)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(dá)多少？
答：對XAUI接口3.125GBd 串行差分信號，聽起來有點(diǎn)象InfiniBand 信號，用正弦內(nèi)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(fā)抖動(dòng)等因素，在其測量100ps ~ 130ps范圍內(nèi)的上升時(shí)間時(shí)，采用7GHz差分探頭可保證誤差3%，對于 80ps的上升時(shí)間測量，其誤差會(huì)大于10%, 雖然這已經(jīng)是實(shí)時(shí)示波器中最好的方案，單就上升時(shí)間測量而言，最精確的方案是安捷倫的網(wǎng)絡(luò)分析儀需配上物理層分析軟件，因?yàn)槠鋷捒筛哌_(dá)50GHz。