宽带取样示波器 nose-to-nose 校正理论的新进展

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1、第3期电子学报VoI.29No.32001年3月ACTAELECTRONICASINICAMarch2001宽带取样示波器Nose-to-Nose校正理论的新进展林茂六，赵华（哈尔滨工业大学电子与通信工程系，哈尔滨150001）摘要：本文根据电路、信号与系统理论并结合实际校测工作对一种适于高速/宽带取样示波器性能校正的新方法———Nose-to-Nose（NTN）法的理论基础作了研究，分析了该方法中的重要信号kick-out脉冲，推导了其数学表达式，提出了“kick-out脉冲与示波器取样系统的阶

2、跃响应成比例”的新观点，最后讨论了NTN方法误差及电路非线性和非对称性对校正的影响.关键词：Nose-to-Nose；取样示波器；时域测量；校正中图分类号：TM932文献标识码：A文章编号：0372-2112（2001）03-0409-03NewProgressinTheoryofNose-to-NoseCalibrationofBroadbandSamplingOscilloscopeLINMao-Iiu，ZHAOHua（Dept.ofElectronicS&CommunicationHIT，H

3、arbin150001，China）Abstract：Inthispaper，thetheoreticaIbasisofanewcaIibrationmethodcaIIed“nose-to-nose”（NTN）isstudiedthatcouIdbeappIiedtothecaIibrationofbroadbandsampIingosciIIoscope，accordingtothetheoryofcircuitryandsignaIasweIIaspracticaIcase.Afterana

4、IyzingthegenerationmechanismofanimportantsignaIcaIIedkick-outpuIseinNTNprocedureandgettingitsexpression，theconcIusionisgottenthat“kick-outpuIseisproportionaItothestepresponseofthesampIingsystemofosciIIoscope”，whichisournewdiscovery.FinaIIy，thediodenon

5、IinearityandcircuitasymmetryinfectionsasweIIastheerrorsduetothemethoditseIfarediscussed.Keywords：nose-to-nose；caIibration；sampIingosciIIoscope；measurement1引言［5~7］2Kick-out脉冲的形成机理现代示波器的性能鉴定和校正对于科学研究和工程测量取样器电路的一般模型如图1所示.这是一个对称电路，具有重要的意义，随着电子技术的进步和高性能元器件

6、的使Zc表示输入连接器传输线的特性阻抗，RT是一个理论上的用，数字化仪器的性能不断提高，如宽带取样示波器HP54124终端电阻，不反映实际终端的物理结构，其与Zc的大小关系带宽为50GHz，对于此类高性能仪器，如何鉴定和校正它们的可反映终端各种寄生效应的影响；D1和D2为取样二极管，性能成为急待研究的问题.目前的基本校正方法有时域法和Vbias1!0和Vbias2"0为二极管静态反偏电压，其值可分别调频域法，后者由于相频特性的获取比较困难而没有前者应用节，定义Voffset=Vbias2+Vbia

7、s1为偏置电压；C1=C2=C为保持广泛.经典的时域法则需要专门的脉冲发生器产生一个已知电容器，为电荷线性放大器，其增益系数为!，用来对C1和波形且带宽应大于被测仪器取样器带宽的参考脉冲，当然如C2上的电荷进行放大；VS1=-VS2是一对差模取样选通脉冲何确定该参考脉冲的参数又使问题回到了起点.近年来，一种电压；VS和ZS表示被测信号.在进行Nose-to-Nose校正时，设被称之为“nose-to-nose”的新的时域方法获得了研究，这种方定其中一台示波器Voffset#0（例如+100mv），

8、作为脉冲发生法因将两台同类型示波器的取样头经同轴输入连接器呈“鼻器；另一台Voffset=0，作为脉冲接收器，移去被测信号源，实现对鼻”状连接而命名，其中一台示波器取样头作为脉冲发生两台仪器NTN对接.因篇幅限制，在图1中令VS=0，用ZS代器，当其在非零偏置电压和取样选通脉冲作用时，向连接端发表接收示波器入端阻抗，而省略了结构和参数与图1相同（除出一系列窄脉冲，称之为kick-out脉冲，另一台机器在零偏置了Voffset设定值不同外）的左NoSe部分.图1中Vbias1#