示波器抖動(dòng)測(cè)試能力分析-論12bit示波器的抖動(dòng)測(cè)量精度-云帆興燁
在高速串行信號(hào)的分析中,抖動(dòng)是一個(gè)非常關(guān)鍵的衡量指標(biāo),很多的高速信號(hào)標(biāo)準(zhǔn),都對(duì)此有嚴(yán)格的要求,目前很多的高帶寬示波器都配置了專門(mén)的眼圖抖動(dòng)分析工具,像力科的SDAIII。和我們測(cè)量上升時(shí)間需要考慮示波器上升時(shí)間對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響一樣,測(cè)試抖動(dòng)時(shí),我們也會(huì)考慮示波器的抖動(dòng)測(cè)量能力,示波器對(duì)抖動(dòng)測(cè)試結(jié)果會(huì)有什么樣的影響?或者說(shuō),示波器的抖動(dòng)測(cè)量能力取決于哪些因素?
示波器抖動(dòng)測(cè)試能力分析
示波器的抖動(dòng)測(cè)量能力用抖動(dòng)測(cè)量噪底來(lái)衡量,抖動(dòng)測(cè)量噪底可以通過(guò)下面的公式來(lái)評(píng)估。
Sample Clock Jitter,也叫采樣時(shí)鐘抖動(dòng),是示波器內(nèi)部采樣時(shí)鐘誤差導(dǎo)致的抖動(dòng),是示波器的固有抖動(dòng),現(xiàn)在示波器內(nèi)部有專門(mén)的時(shí)基電路為ADC和觸發(fā)電路提供采樣時(shí)鐘。
Noise,一般是指的是示波器的本底噪聲。
SlewRate,指的待測(cè)信號(hào)的斜率。
示波器本身都有噪聲,特別是目前大部分高帶寬示波器的ADC都是8bit,量化噪聲是不可忽略的重要的噪聲來(lái)源,示波器的本底噪聲疊加到待測(cè)信號(hào)上,會(huì)引起被測(cè)信號(hào)邊沿50%閾值時(shí)刻的變化,如下圖所示,垂直方向的噪聲會(huì)轉(zhuǎn)化為水平方向的抖動(dòng),轉(zhuǎn)化關(guān)系是:dt=dv÷SlewRate,噪聲越大,信號(hào)斜率越緩,轉(zhuǎn)化的比例就越大。
綜上所述,示波器對(duì)信號(hào)抖動(dòng)測(cè)試的影響,取決于三個(gè)因素,采樣時(shí)鐘抖動(dòng)、示波器本底噪聲和待測(cè)信號(hào)的上升沿,對(duì)工程師來(lái)說(shuō),待測(cè)信號(hào)的上升沿是確定的,不可改變的,采樣時(shí)鐘抖動(dòng)和示波器本底噪聲就成了影響信號(hào)抖動(dòng)測(cè)試的關(guān)鍵因素。
力科12bit WavePro HD示波器抖動(dòng)測(cè)試精度
目前業(yè)界抖動(dòng)測(cè)量精度最高的示波器是哪個(gè)?
這就是力科最新發(fā)布的WaveProHD高精度示波器,WavePro HD示波器采用新一代HD4096技術(shù),始終保持12位性能,20GS / s的采樣率和高達(dá)8GHz的帶寬,可實(shí)現(xiàn)極低的噪聲和極高的原始信號(hào)保真度,將12bit高精度技術(shù)帶入串行信號(hào)分析。極低的本底噪聲和采樣時(shí)鐘抖動(dòng)(60fs),可實(shí)現(xiàn)精確的抖動(dòng)測(cè)試。
WavePro HD本底噪聲和采樣時(shí)鐘抖動(dòng)
傳統(tǒng)8bit示波器與12bit示波器的對(duì)比
我們將2.5Gbps的信號(hào)分別輸入到傳統(tǒng)的8bit 8GHz帶寬示波器和8GHz WavePro 804HD示波器,測(cè)試信號(hào)眼圖和抖動(dòng),從下面的眼圖中,可以明顯看到12bit的WavePro804HD的抖動(dòng)更小,抖動(dòng)測(cè)量值的差別就更明顯了,WavePro804HD示波器測(cè)試出來(lái)的Rj是555fs,傳統(tǒng)8bit示波器測(cè)試出來(lái)的值是698fs,比WavePro 804HD的測(cè)量值大25%。
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