近實時取樣示波器(06-100)

　　示波器是通用測量儀器之一，人們用它來觀察和測量高頻信號。眾所周知，示波器有實時示波器和取樣示波器之分。實時示波器采用實時取樣技術(shù)，其取樣脈沖頻率高于信號頻率，在信號的每一個周期取出信號的多點瞬時值，其包絡(luò)反映原信號的波形。取樣示波器的基本原理是利用等效取樣技術(shù)，將高頻(或高速)信號變換為與原來信號波形相似的低頻(或低速)信號。在這種取樣過程中，每個信號周期只取樣一次，取樣信號依次地延遲Δt，完成一個取樣周期后，離散信號的包絡(luò)反映原信號的波形。這種固定延遲時間有順序的取樣也稱為順序取樣。

　　目前，數(shù)字示波器的實時帶寬超過10 GHz，用于PCI-Express 2 (5Gbits)，SATA3(6 Gbits )以及ZAUI2 (6.25 Gbits)的測量；而取樣示波器的等效帶寬達到100GHz，滿足10- Gbits Ethernet,OC-192、OC-768以及其它超高速應(yīng)用的需要。取樣示波器的帶寬較高，不過，這種示波器僅限于對信號完成部分進行詳細測量，以及在串行數(shù)據(jù)通信中的眼圖觀察。由于取樣速率低，難以捕捉較長數(shù)據(jù)類型的信號，所以很難用于抖動等的詳細分析?，F(xiàn)在有一種新的技術(shù)，可以更快，更準確進行這一類工作，這就是稱為相干交錯取樣(CIS)技術(shù)。采用這一新技術(shù)的示波器稱為近實時取樣示波器(NRO)，以與實時示波器相區(qū)別。

　　相干交錯取樣

　　顧名思義，CIS使用相位與待測信號時鐘同步的取樣脈沖，這是對傳統(tǒng)取樣技術(shù)的重大改進，傳統(tǒng)取樣技術(shù)只是利用觸發(fā)信號的同步功能，而CIS則利用PLL的鎖定功能，時基上用觸發(fā)信號作相位基準。這樣做明顯地有兩個優(yōu)點：

　　·它無需對內(nèi)部延時發(fā)生器進行校準，提高了測量的定時精度。

　　·PLL能過濾掉觸發(fā)信號的抖動，從而保證測量規(guī)定的抖動，而與觸發(fā)信號的質(zhì)量無關(guān)。這對采用外部時鐘恢復電路來產(chǎn)生觸發(fā)信號的場合尤為重要。由于觸發(fā)信號直接用作定時基準，傳統(tǒng)的順序時基將呈現(xiàn)附加的抖動，任何觸發(fā)信號的抖動直接轉(zhuǎn)換為定時誤差。

　　為了進一步了解CIS的工作，首先考察一個重復位圖形周期信號經(jīng)PLL得到的，其頻率略低于信號時鐘的整分數(shù)倍。取樣間隔是這樣設(shè)置的，取樣脈沖在待測信號的每個周期內(nèi)采集一次信號。圖1是一個8位數(shù)據(jù)圖形，圖形每隔LTb秒重復出現(xiàn)，這里L是圖形長度，Tb是一個單元間隔(UI)的持續(xù)時間。取樣速率與數(shù)據(jù)速率和圖形長度有關(guān)，可用下式來確定：