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数字示波器,更准确的名称是数字存储示波器,即DSO(Digital Storage Oscilloscope)。这个“存储”不是指它可以把波形存储到U盘等介质上,而是针对于模拟示波器的即时显示特性而言的。模拟示波器靠的是阴极射线管(CRT,即俗称的电子枪)发射出电子束,而这束电子在根据被测信号所形成的磁场下发生偏转,从而在荧屏上反映出被测信号的波形,这个过程是即时地,中间没有任何的存储过程的。而数字示波器的原理却是这样的:首先示波器利用前端ADC对被测信号进行快速的采样,这个采样速度通常都可以达到每秒几百M到几G次,是相当快的;而示波器的后端显示部件是液晶屏,液晶屏的刷新速率一般只有几十到一百多Hz;如此,前端采样的数据就不可能实时的反应到屏幕上,于是就诞生了存储这个环节:示波器把前端采样来的数据暂时保存在内部的存储器中,而显示刷新的时候再来这个存储器中读取数据,用这级存储环节解决前端采样和后端显示之间的速度差异。
示波器是广泛使用的电子测量仪器。经过近一个世纪的持续技术革新,现代数字示波器已经是结合了新材料、芯片、计算机、信号处理技术的复杂测量系统。 本书结合笔者近20年实际应用经验,对现代数字示波器的原理、测量方法、测量技巧、实际案例等做了深入浅出的解读和分析。 本书分为三大部分: ~8章介绍现代测量仪器的发展、数字示波器原理、主要指标、测量精度、探头分类及原理、探头对测量的影响、触发条件、数学函数功能等内容; 第9~19章结合实际案例,介绍示波器在信号完整性分析、电源测试、时钟测试、射频测试、宽带信号解调、总线调试、芯片测试中的实际应用案例; 第20~29章侧重高速总线的一致性测试,介绍数字总线,如PCIe 3.0/4.0、SATA、SAS 12G、DDR3/4、10G以太网、CPRI接口、100G背板、100G光模块、400G以太网/PAM4信号的原理及测试方法。 本书可帮助从事高速通信、计算机、航空航天设备的开发和测试人员深入理解及掌握现代数字示波器的使用技能,也可供高校工科电子类的师生做示波器、电路测试方面的教学参考。

根据信号的快的边沿速度确定待测信号大的频率分量,您可以使用一个简单的公式来计算待测信号大 的“实际”频率分量。博士已经针对此主题撰写了一本书《Highspeed Digital Design – A Handbook of Black Magic》。他将这个频率分量称为 “ 拐点” 频率 (fknee)。所有快速边沿都有无穷多的频率分量。然而,在快速 边沿的频谱图中有一个曲折点(或“拐点”),此处高于 fknee 的频率分量对于确定信号的波形影响不大了。上升时间按 照 10% 至 90% 准则计算的信号,fknee 等于 0.5除以信号的上升时间。对于上升时间按照 20% 至 80% 准则计算的信号 (这在当前许多器件技术指标中十分常见),fknee 等于 0.4除以信号的上升时间。
示波器设定的目标是一个特定类型的频率响应
频率响应 仅仅采用带宽是不足以保证示波器准确捕获高频信号的。示波器设定的目标是一个特定类型的频率响应:平坦包络时延(MFED)。此类型的频率响应用的过冲和阻尼振荡,提供的脉冲逼真度。 由于数字示波器是由实际的放大器、衰减器、模数转换器(ADC)、连接器和继电器组成,MFED响应只是对目标值的一近。不同厂家的产品的脉冲逼真度有着很大的不同。 垂直灵敏度 垂直灵敏度指示垂直放大器对弱信号的放大程度,通常用每刻度多少毫伏来表示。多用途示波器能检测出的伏特数的典型值约为1mv每垂直显示屏刻度。