数位示波器的基本原理﹑操作及USB 2.0物理层测试简介.pdf

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1、数字示波器的基本原理和操作苏水金泰克科技中国(((有限(有限)))公司)公司1示波器的概述2数字示波器的基础和原理
带宽///上升时间/上升时间
采样率PROBING
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波形捕获率ACQUISITION
触发
数据测量和分析VISIBILITYANALYSIS3数字示波器的基础和原理•示波器带宽///上升时间/上升时间
采样率PROBING
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波形捕获率ACQUISITION
触发
数据测量和分析VISIBILITYANALYSIS4示波器的带宽定义模拟带宽NyquistDSP带宽带宽DEMUX高速采探头系统AmplifierADC显示DSP处理集内存Attenuator系统

2、处理器触发系统5示波器模拟带宽的定义ProbeorAcquisitionAmplifierADCTransducerMemoryAttenuatorSystemTriggerProcessor
放大器模拟带宽
示波器最重要的指标
如果需要精确测量信号，必须知道它们的每一个频谱分量的幅度和相位
带宽仅定义了正弦波的幅度衰减6示波器的带宽（模拟带宽）0.707V,fBWV0dB6divat50kHz-3dB4.2divatbandwidth7带宽对测试结果的影响8示波器的带宽对时间测试的影响9Bandwidth&HarmonicsDigitalSquareWave–OddFourierSums1

3、Fundamental(1stHarmonic)3rdHarmonic5thHarmonicFourierSquareWave(1st-5thH)0-105010010信号带宽v.s.上升时间
示波器的上升时间（Tr），可定义为示波器前置放大器的阶跃响应时间。。这个。这个指指标指标标反映的是示波器前置放大器的标反映的是示波器前置放大器的瞬态响应能力。可评评估放大器的相位评估放大器的相位响应能力。。若示波器前置放大器模型是。若示波器前置放大器模型是低通滤滤波器滤波器(一阶)模型，则其带宽(BW)可用公式（0.35/Tr））来）来计算算，算，，也就是，也就是说BWxTr=0.35，，若示波器放大

4、器模型不是一，若示波器放大器模型不是一阶低通滤滤波器滤波器，则tr与BW的的乘的乘积会更高，，比如，比如0.4、0.45等0.9VV上升时间(tr)0.1VBW=0.35/tr11示波器带宽v.s.上升时间
示波器的带宽—影影响影响转换时间(Transition-time)的测测量测量量值量值–低通滤滤波器滤波器(一阶)的的效的效应(带宽X上升时间=0.35)–测测量测量量值是量值是系统的合成结结果结果(示波器带宽需大于输输入信输入信号带宽)((()))()2((()))2测测量值测量值上升时间===信信号信信号信号上升时间+++示波器上升时间–使用350MHz带宽，，即，即1ns上升时间(

5、0.35/350M)的示波器，测测量测量上升时间为1ns的方波信号(示波器带宽等于输输入信输入信号带宽时)测测量测量量值如下量值如下:22测测量值测量值上升时间===(((1ns)))+++(((1ns)))===.141ns–使用1GHz带宽，，即，即350ps上升时间(0.35/1G)的示波器(示波器带宽大于输输入信输入信号带宽3倍)测测量测量量值如下量值如下:22测测量值测量值上升时间===(((1ns)))+++(((350ps)))===.106ns12多快才是足够快?上升时间慢/异常幅度衰示波器上升时间减等于信号的上升时间41%等于信号的上升时间1/212%等于信号的上升时间1/

6、35%等于信号的上升时间1/52%Whatyoudon’tknow......canhurtyou!13数字示波器的基础和原理
带宽///上升时间/上升时间
采样率PROBING
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波形捕获率ACQUISITION
触发
数据测量和分析VISIBILITYANALYSIS14采样率(SamplingRate)在特定的时间点采集输入信号的值采样点采样间隔数字化需要的保持时间
采样点等时间间隔分布
采样率以样点数/秒描述(S/s,kS/s,MS/s,GS/s)15采样率的理论实际线路路须路须须大于须大于2f采样样率样率(比如2.5f),方能还还原还原頻率为f的正弦波16采样率影响混淆信号

7、(Aliasing)
频率为f的正弦波,小于2f采样率Aliasing混淆原始波形波形采样点17采样率•采样率不足使测量上升时间产生误差。•采样率的決定，須使用公式:BW=0.35/tr90%采样样率样率不足时的的上升的上升时间10%实际上升时间18数字示波器的基础和原理
带宽///上升时间/上升时间
采样率PROBING
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波形捕获率ACQUISITION
触发
数据测量和分析
易用性，，扩展性，扩