論在評估示波器中次要技術(shù)指標(biāo)的重要性

近幾年來，隨著半導(dǎo)體集成度和功能的穩(wěn)步提高、模擬模型的不斷改進(jìn)、結(jié)構(gòu)不斷變化等等，電子系統(tǒng)的性能正在不斷提高。但是，設(shè)備之間的信令速度和技術(shù)并沒有明顯變化。為什么呢？因?yàn)檫^去的I/O信令結(jié)構(gòu)足以完成工作，而實(shí)現(xiàn)變動的底層技術(shù)還沒有到位。

　　在過去5年左右的時(shí)間中，工程師一直把重點(diǎn)更多地放在低壓差分信令上，以明顯提高系統(tǒng)性能。數(shù)據(jù)速率已經(jīng)以幾何級數(shù)提高，推動著設(shè)備之間的通信更廣泛地采用復(fù)雜的串行協(xié)議，如PCI Express、Infiniband、XAUI等等。這些環(huán)境涵蓋了各種數(shù)據(jù)速率和傳輸結(jié)構(gòu)，但所有這些數(shù)據(jù)速率和傳輸結(jié)構(gòu)都需要嚴(yán)格的設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)方法。

　　這使得示波器等測試設(shè)備的重要性大大提高。工程師依賴示波器分析串行設(shè)備設(shè)計(jì)的性能，支持檢驗(yàn)和調(diào)試工作。他們的任務(wù)包括精確進(jìn)行參數(shù)測量、檢修和信號完整性分析。在開發(fā)流程后期，他們轉(zhuǎn)向示波器，生成眼圖進(jìn)行一致性測試。

　　選擇示波器的工程師經(jīng)常只考慮產(chǎn)品手冊和雜志廣告標(biāo)題中列明的技術(shù)指標(biāo)。人們最熟知的指標(biāo)是帶寬、取樣速率和記錄長度。盡管衡量示波器性能的這些指標(biāo)也非常重要，但它們并不能全面表明儀器在實(shí)際日常使用環(huán)境中的效果。例如，帶寬指標(biāo)僅指明了示波器的大體頻率范圍，而幾乎與儀器可靠地檢測和捕獲快速異常事件的能力沒有關(guān)系。

　　因此，在評估示波器時(shí)，領(lǐng)會主要指標(biāo)的言外之意非常重要。這個(gè)建議實(shí)際有兩層含義：第一，最好深入分析廠商大肆宣傳的技術(shù)指標(biāo)后面所隱藏的細(xì)微差別；第二，記住要研究某些功能，這些功能可能不如市場上最經(jīng)常吹捧的功能那樣光彩奪目，但它們可能會明顯影響設(shè)計(jì)人員工作的效果，甚至?xí)�影響工作的有效性�?/p>

　　帶寬界定

　　帶寬指標(biāo)當(dāng)然非常重要。對不斷挑戰(zhàn)高速串行總線結(jié)構(gòu)極限的設(shè)計(jì)人員來說，在購買示波器時(shí)，帶寬一直是其最首要的考慮因素。

　　但是，帶寬本身只是描述儀器頻響的一個(gè)指標(biāo)(正弦波滾降-3 dB的頻率)。擁有相同額定帶寬的兩臺示波器可能會擁有非常不同的上升時(shí)間，對復(fù)雜波形的響應(yīng)完全不同。是不是需要認(rèn)真推敲部分指標(biāo)或功能，以更好地促進(jìn)購買者決策呢？

　　有兩個(gè)方面可以回答這個(gè)問題，一個(gè)是示波器真正的上升時(shí)間性能，另一個(gè)是儀器在數(shù)字信號處理(DSP)模式下的行為。

　　模擬上升時(shí)間是示波器帶寬的函數(shù)。它試圖使用教科書中的公式，從帶寬中簡單地計(jì)算上升時(shí)間，這是某些公布的上升時(shí)間指標(biāo)的基礎(chǔ)�？陀^測得的上升時(shí)間為測量提供了更好的基礎(chǔ)，包括帶有或不帶DSP增強(qiáng)功能。每名工程師都了解上升時(shí)間響應(yīng)的重要意義。衡量測得的上升時(shí)間與計(jì)算得出的上升時(shí)間之間的差異就是領(lǐng)會言外之意。

　　可以使用DSP濾波，擴(kuò)展示波器的凈帶寬，使其頻響平坦化，在通道之間提供更好的匹配。在被測設(shè)備采用高速多通路串行傳輸環(huán)境時(shí)，這些都是關(guān)鍵功能。但是，DSP會引入某些誤差，其一般會與超過實(shí)際模擬帶寬的頻率范圍部分成比例提高。

　　什么時(shí)候應(yīng)該使用DSP呢？在測量低于納秒的上升時(shí)間或眼圖時(shí)(圖1)，從示波器中獲取最大帶寬至關(guān)重要。很明顯，這有利于DSP方法。最快速的測量幾乎一直需要最高的帶寬。

　　但有時(shí)可以通過某種方式旁路DSP擴(kuò)展技術(shù)，僅使用儀器本身的模擬帶寬和上升時(shí)間。例如，某些研究人員使用專用DSP算法，需要處理示波器中的原始數(shù)據(jù)。在這種情況下，DSP旁路功能非常重要。這類指標(biāo)可能并不會被廠商大肆宣傳，但在選擇高

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