示波器基礎(chǔ)知識(shí)100問（中）

　　答：帶寬是限制被測(cè)信號(hào)高頻分量被捕獲的基本條件。使用泰克的示波器每個(gè)被測(cè)信號(hào)周期只需2.5個(gè)點(diǎn)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(gè)樣點(diǎn)/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(gè)點(diǎn)（線性內(nèi)插技術(shù)）才能保證采集信號(hào)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(diǎn)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(huì)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(shí)域的儀器，從泰克發(fā)明第一臺(tái)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(diǎn)時(shí)的頻率點(diǎn)。一個(gè)復(fù)雜高速信號(hào)含有豐富的頻譜分量，如果需要精確測(cè)量信號(hào)，必須知道它們的每一個(gè)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(gè)GHZ時(shí)，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(bǔ)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(hào)越來越多，信號(hào)速率越來越快，對(duì)實(shí)時(shí)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(hào)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(qiáng)帶寬

　　更快的上升時(shí)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(jī)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(cè)試的信號(hào)保真度。但是，DSP技術(shù)的使用會(huì)是每一個(gè)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(qiáng)后的帶寬是8GHZ，為了保證每一個(gè)測(cè)試人員對(duì)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(qiáng)功能。泰克將DSP增強(qiáng)帶寬帶來的優(yōu)點(diǎn)和問題告訴每一個(gè)測(cè)試人員，幫助測(cè)試人員理解模擬帶寬和DSP增強(qiáng)帶寬的測(cè)試結(jié)果，更好的進(jìn)行高速信號(hào)測(cè)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？

　　答：示波器前置放大器的頻響特性是決定測(cè)試結(jié)果的最關(guān)鍵因素，它由模擬器件決定。關(guān)鍵在于用何種方法來獲得足夠的頻響。

　　36． 以前在用TDS744，TDS745等示波器時(shí)，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(cè)試波形來看（特別是測(cè)高頻信號(hào)時(shí)），兩者的測(cè)試結(jié)果差異較大。 從探頭參數(shù)得知， 有源探頭的輸入電容《1pF，而無源探頭則為10pF左右。 這樣看來應(yīng)該是有源探頭的測(cè)試結(jié)果更能反映信號(hào)真實(shí)的情況。 既然無源探頭對(duì)高頻信號(hào)衰減很大， 那么500M的帶寬有什么意義呢？ 如何根據(jù)測(cè)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(dá)到500MHz，但是正如您所說，其輸入電容不同，這一電容將產(chǎn)生對(duì)于待測(cè)信號(hào)的負(fù)載效應(yīng)，造成信號(hào)振鈴，形狀發(fā)生改變，因此這個(gè)時(shí)候使用有源探頭時(shí)能反映信號(hào)的真實(shí)情況。實(shí)際上，使用探頭不光要考慮帶寬，所有這些因素我們?cè)跍y(cè)量高頻信號(hào)的時(shí)候都要考慮：

　　帶寬/上升時(shí)間

　　動(dòng)態(tài)范圍

　　負(fù)載效應(yīng)

　　接地效應(yīng)

　　共振效應(yīng)

　　尤其P6139A時(shí)您還要考慮地線的影響，探頭上的接地線也會(huì)帶來振鈴，測(cè)量高頻信號(hào)的時(shí)候應(yīng)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(gè)因素。

　　選擇無源探頭主要是因?yàn)槠鋭?dòng)態(tài)范圍大，比如P6139A可以測(cè)量從毫伏到幾百伏的信號(hào)，而P6247只能測(cè)量＋－8.5V的信號(hào)。另外有源探頭價(jià)格也是一個(gè)因素。