超实用的100个示波器基础知识问答（二）
26． 对时钟的相位噪声参数的要求很高的设计，需要考虑哪些关键性的问题来降低相位噪声？
答：在 ADC,DAC 的器件中衡量性能有很多项指标：象位数、转换速度、DC 精度、开关性能、动态性能（SNR, SINAD,IMD）等等。
27． 对时钟的相位噪声参数的要求很高的设计，怎样测量相位噪声？
答：从示波器的角度来看，可以测试 ADC,DAC 的模拟和数字信号的幅度，时间，转换后的信号质量，转换速度，时钟和数据的建立/保持时间等参数，还可以通过 TDS 示波器中的高.级运算功能（频谱分析功能）来定性测量 SNR,SINAD 等参数。
28． 由于可能需要引入外界的时钟，这样时钟存在 2 选 1 的问题，此时用什么方案才能使相位噪声的恶化*小？
答：首先要分析抖动产生的来源，示波器来分析抖动是一个很好的工具，目前可以使用TDS5000B/6000B/7000B系列示波器配合抖动分析软件进行彻底抖动分析，像确定抖动(Dj)，随机抖动(Rj)，Rj 和 Dj 的分离，*后通过分析造成抖动的原因来消除抖动。
29． 在示波器上看波形时，用外触发和自触发来看有何区别？
答：示波器的通常触发是边沿触发，其触发条件有 2 个，触发电平和触发边沿；即：信号的上升沿（或者下降沿）达到某一特定电平（触发电平）时，示波器触发。示波器只有在信号自触发有问题的时候才会使用外触发，没有哪一个更好的问题。而这种问题通常可能是，信号比较复杂， 有很多满足触发条件的点，无法每次在同一位置触发，从而得到稳定的显示。这时需要使用外触发。举例如下：观测上面的信号，由于 ABCD 各点都会触发，示波器显示波形将不能稳定。这时可以使用下面的信号作为触发信号，示波器将得到能够全部周期的显示。
30． TDS3032B 的带宽是 300MHz，采样频率为 2.5G/s，采样频率为带宽的 8 倍。请问带宽和采样频率之间有什么固定关系？我们也有一款其它厂家的示波器，如泰克示波器。带宽 100MHz、采样频率只有 200MHz。为什么两个示波器的带宽采样频率比相差这么大？
答：带宽是示波器*重要的指标，因为在数字示波器中有 ADC，它的采样率理论上需要满足 Nyquist采样定律，即被测信号的*高频率信号的每个周期理论上至少需要采 2 个点，否则会造成混叠。但是在实际上还取决于很多其它的因素，比如波形的重构算法等。泰克示波器采用先进的波形重构算法，被测信号的每个周期只需要 2.5 个点就能够重构波形。也有的示波器采用线性插值算法，可能就需要 10 个点。一般采样率是带宽的 4－5 倍就可以比较准确地再现波形。
泰克的 TDS3000B 系列是“实时采样”示波器，即，它的单次带宽（捕获单次信号的能力）＝重复带宽，您所说的另一种示波器的单次带宽显然不到 100MHz，您可以看一下它的指标。
31． 示波器指标中的带宽如何理解？
答：带宽是示波器的基本指标，和放大器带宽的定义一样，是所谓的－3dB 点，即，在示波器的输入加正弦波，幅度衰减为实际幅度的 70.7%时的频率点称为带宽。也就是说，使用 100MHz 带宽的示波器测量 1V，100MHz 的正弦波，得到的幅度只有 0.707V。这还只是正弦波的情形。因此，我们在选择示波器的时候，为达到一定的测量精度，应该选择信号*高频率 5 倍的带宽。
32． 测量系统的总带宽如何获得？
答：测量系统的总带宽＝0.35/上升时间(1GHz 以下示波器)。
33． 在带宽一定的条件下，采样频率太大是否也没有太大的意义？
答：带宽是限制被测信号高频分量被捕获的基本条件。使用泰克的示波器每个被测信号周期只需 2.5个点就能够*大限度的重构波形。其它一些示波器需要大于 4 个样点/周期，即 100MHZ 带宽示波器单次采集至少需要 400MS/s 的采样率，有些示波器甚至需要 10 个点（线性内插技术）才能保证采集信号有意义。
34． 所谓高斯响应示波器和平坦响应示波器各有何优缺点和适合的领域？
答：在示波器的规范中并没有平坦相应和高斯相应的指标。在示波器中会出现类似的比较或探讨，可能有如下原因：
众所周知，示波器是时域的仪器，从泰克发明第.一台可触发的模拟示波器以来，示波器的带宽一直是*重要的指标，它是指示波器内部的前置放大器的模拟带宽。但是，示波器带宽的定义却是频域的定义，即正弦波幅度衰减到-3dB 点时的频率点。一个复杂高速信号含有丰富的频谱分量，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，所以示波器的幅频特性和相频特性非常重要。
从*近几年的发展来看，目前数字示波器的带宽越做越高，从泰克 2000 年推出 TDS7000 4GHZ 带宽示波器，2001 年推出 TDS6000 6GHZ 带宽示波器， 2003 年推出 TDS7704B 7GHZ 带宽示波器，到*近 TDS6804B 8GHZ 带宽示波器，带宽几乎每年都在提升。当示波器带宽到达几个 GHZ 时，前置放大器作为模拟器件，保证良好的幅频和相频特性越来越难，泰克是掌握这一*关键技术的唯.一公司。有些厂商无法做到，就不得不采用其它的一些方法来修补模拟器件带宽的不足，获得更高的带宽，频响曲线自然发生变化。
随着目前各种高速信号越来越多，信号速率越来越快，对实时示波器提出了新的要求，示波器厂商的数字示波器中也出现了一些新的技术，*显著的是示波器通过数字信号处理技术（DSP）来得到更好的性能。DSP 就在数字示
波器主要应用包括：
- 增强带宽
- 更快的上升时间
- 增益和波形校准与改善
- 幅度和相位的改善
- 光参考接收机归一化
其中泰克的第三代示波器（DPO）就是 DSP 技术的*好体现。合理的利用 DSP 可以提升示波器测试的信号保真度。但是，DSP 技术的使用会是每一个示波器的使用者产生迷惑，特别是在“带宽是否可以通过 DSP 可以提升”，“示波器的带宽是模拟带宽，和 DSP 技术有何关系”，“当前的示波器带宽到底是模拟带宽还是 DSP 带宽？”“DSP 技术带来的负面效应是什么？” 在泰克*新的 TDS6804B 8GHZ 带宽的示波器中的模拟带宽是 7GHZ，通过 DSP 增强后的带宽是8GHZ，为了保证每一个测试人员对这两种方式的理解，在 TDS6804B 中可以打开和关闭 DSP 的带宽增强功能。泰克将 DSP 增强带宽带来的优点和问题告诉每一个测试人员，帮助测试人员理解模拟带宽和 DSP增强带宽的测试结果，更好的进行高速信号测试。
35． 除高斯响应示波器和平坦响应示波器之外，还有基于其它响应的示波器吗？
答：示波器前置放大器的频响特性是决定测试结果的*关键因素，它由模拟器件决定。关键在于用何种方法来获得足够的频响。
36． 以前在用 TDS744,TDS745 等示波器时，使用的是无源探头(如 P6139A,带宽 500M)。在购买了有源探头(P6237)之后, 从测试波形来看(特别是测高频信号时),两者的测试结果差异较大. 从探头参数得知, 有源探头的输入电容<1pF,而无源探头则为 10pF 左右. 这样看来应该是有源探头的测试结果更能反映信号真实的情况. 既然无源探头对高频信号衰减很大, 那么 500M 的带宽有什么意义呢? 如何根据测试情况来选择使用有源或无源探头？
答：您的 P6139A 探头加上泰克的 500MHz 示波器典型带宽值还是可以达到 500MHz，但是正如您所说，其输入电容不同，这一电容将产生对于待测信号的负载效应，造成信号振铃，形状发生改变，因此这个时候使用有源探头时能反映信号的真实情况。实际上，使用探头不光要考虑带宽，所有这些因素我们在测量高频信号的时候都要考虑：
- 带宽/上升时间
- 动态范围
- 负载效应
- 接地效应
- 共振效应
尤其 P6139A 时您还要考虑地线的影响，探头上的接地线也会带来振铃，测量高频信号的时候应该尽量缩短地线的长度。
另外，您使用的 P6247 是有源差分探头，共模的影响也可能是一个因素。选择无源探头主要是因为其动态范围大，比如 P6139A 可以测量从毫伏到几百伏的信号，而 P6247只能测量＋－8.5V 的信号。另外有源探头价格也是一个因素。
37．实验时，示波器接地线后，导致 MOsfet 炸掉，现在将示波器都剪掉了地线。这是什么原因？
答：为保证测试中的人身安.全以及获得良好的测量效果，一般示波器的所有探头的地线都与机壳连接在一起，并连接到示波器电源线的地线。因此，您在电源中测量 MOSFET 管波形的时候，如果其中任何一个点都不是地，就会产生问题，如下图所示。
剪断地线可以防止对 MOSFET 管测试中的短路问题，但是也会带来一些其它的测试问题，比如示波器机壳带电，示波器机壳分布参数对测量信号造成影响等。解决的办法是使用差分探头，比如泰克的 P5205，可以测量所谓的 2 个测试点都不是地的差分信号。
38．用示波器抓取数据时，发现存储的文本里只有当前屏幕的数据，且是按照 resolution 为时间间隔的。如何利用软件实时处理数据（matlab?），如何抓到更多数据？
答：泰克示波器采用压缩屏幕的显示风格，即屏幕显示的波形为采集下来的所有数据，配合TDS5000B 的 multiViewZoom 功能，可以方便显示所有波形。泰克 TDS5000B，TDS6000，TDS7000B，TDS8000B 系列示波器都采用完全开放的 WINDOWS平台，支持当前所有的流行工具，象 Matlab，LabView，VB，VC，.NET，MicroSoft Office VBA 等 等 ，可以灵活进行数据分析和处理。
这些分析工具还可以直接安装在示波器里面，构成一台集数据采集，分析，显示，处理的仪器。单次采集更多的数据，需要示波器配备更深的存储深度，象 TDS5000B 系列通用示波器可以支持到 16M 内存。
39．影响横河示波器工作速度的因素有哪些？
答：实际上任何一台示波器的原理都差不多，前端是数据采集系统，后端是计算机处理。影响速度主要有两方面，一是从前端数采到后端处理的数据传输，一般都是用 PCI 总线，此乃传输瓶颈, 但已有新技术可以突破；另一个是后端的处理方式，提高处理速度可以通过数据分包共享来实现。
40．我们的应用通常会捕获 2M 甚至更多的数据进行分析, 且采样率通常会高达 10GS/S, 但在进行参数测试和 FFT 等分析时总是显得很慢, 为什么？
答：处理的数据量大，速度自然会慢。要想获得大数据量的高速实时 FFT 分析，除非采用专用 FFT处理器，但成本较高。
