基本原理和操作

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1、示波器的基本原理和操作陈嵩锐Songrui.chen@tektronix.comTektronix示波器的历史1946泰克建立45MHz带宽4ART4边沿触发Type5114经过校准的放大器和时基FirstTektronixOscilloscope1950s4CRT制造4陶瓷带状结构－－降低造－降低造价1960s433to80MHz带宽Plug-InOscilloscope4经过校准的扫描显示40.2mV灵敏度PortableOscilloscope1970s41000MHz带宽7000SeriesOscilloscop

2、e42500CM/uS存储写速4模块化观念4可变余辉(存储)1980s468Oscilloscope2400SeriesOscilloscope410MHz数字存储4MCP-ART4300MHz带宽4时间与电压游标4时间与电压游标4GPIB控制1990s手持式台式的性能的性能450MHzto1GHz带宽4100MS/sto5GS/s4先进触发460to100MHz带宽4InstaVu?采集4500MS/s4DRT－－－数字实时－数字实时4隔离通道示波器发展的新纪元:数字荧光示波器泰克公司战略SignalSources示波

3、器逻辑分析仪信号源42视频测试网络管理RF测试和诊断数字示波器的基础和性能保真度分析能力实用性示波器的四个关键部分PROBINGACQUISITIONVISIBILITYANALYSIS探测与保真采集显示分析保真度分析能力实用性数字示波器的基础和性能4示波器带宽4波形捕获速度PROBING4采样率4存储长度4显示ACQUISITION4触发4数据测量和分析4易用性，，扩展性，扩展性VISIBILITYANALYSIS数字示波器的基础和性能4示波器带宽4波形捕获速度PROBING4采样率4存储长度ACQUISITION4显

4、示4触发4数据测量和分析VISIBILITY4易用性，，扩展性，扩展性ANALYSIS示波器带宽ProbeorAcquisitionAmplifierADCTransducerMemoryAttenuatorSystemTriggerProcessor4放大器模拟带宽4示波器最重要的指标示波器的带宽（（模拟带宽（模拟带宽）0dB-3dB6divat50kHz4.2divatbandwidth带宽x上升时间=0.35*100MHz带宽=3.5纳秒上升时间对更高带宽仪器,此常数在0.45高范围带宽对测试结果的影响Bandwi

5、dth&HarmonicsDigitalSquareWave–OddFourierSums1Fundamental(1stHarmonic)3rdHarmonic5thHarmonicFourierSquareWave(1st-5thH)0-1050100信号带宽v.s.上升时间4一非正弦波信号的带宽，，可以其上升，可以其上升时间来决定。。若此。若此信号通过一低通滤波器(一阶)，则其带宽(BW)为0.35/上升时间(tr)，，也就是，也就是说BWxtr=0.35，，若此，若此信号通过的为一非一阶的低通滤波器，则tr与BW

6、的乘积会更高，比如0.40.9VV上升时间(tr)0.1VBW=0.35/tr示波器带宽v.s.上升时间4示波器的带宽—影响转换时间(Transition-time)的的的测量值值值–低通滤波器(一一一阶阶阶)的的的效应(带宽X上升时间=0.35)–测量值是系统的合成结果(示波器带宽需大于输入信号带宽)()(2)2测量值上升时间=信号上升时间+示波器上升时间–使用350MHz带宽，，，即，即即即1ns上升时间(0.35/350M)的示波器，，，测量1ns上上上升升升时间的方波信号(示波器带宽等于输入信号带宽时22)测量值

7、如下:测量值上升时间=(1ns)+(1ns)=.141ns–使用1GHz带宽，，，即，即即即350ps上升时间(0.35/1G)的示波器(示波器带宽大22于输入信号带宽测量值上升时间3倍倍倍)=测量(1值如下ns)+:(350ps)=.106ns上升/下降时间vs.示波器带宽上升时间(示波器)~=0.35/带宽(示波器)2GHzBWOscilloscopehas~200psRisetime4GHzBWOscilloscopehas~100psRisetime用2GHz带宽示波器测试100ps上升时间RT(measured

8、)=SQRT[RT(oscilloscope)2+RT(Signal)2]RT(measured)=SQRT[200ps2+100ps2]=224ps!用4GHz带宽示波器测试100ps上升时间RT(measured)=SQRT[RT(oscilloscope)2+RT(Signal)2]RT(measured)=S