採樣示波器原理結構

2020-12-05 電子產品世界

採樣示波器也是非常常用的電子儀器，有四大功能：

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201807/383849.htm

1)高帶寬示波器功能;

2)時域反射計TDR功能;

3)光眼圖分析儀功能;

4)抖動分析儀功能。

採樣示波器是高精度測試儀器，儀器結構原理圖如圖1所示。

圖1 採樣示波器結構框圖

採樣示波器由兩部分組成，主機和插拔模塊。主機包括ADC轉換器，數據存儲器，觸發器和順序延時產生器。ADC轉換器的指標一般是轉換位數14bits，轉換速率200KSa/s。這麼低的轉換速率為何能夠測量高速的光或電信號(比如10Gbps的數位訊號)?

秘訣就在模塊，模塊由3部分組成：

1)採樣頭

2)中頻放大器

3)脈衝濾波器

採樣頭把高速信號變成短時間的直流信號，通過中頻放大後，讓主機的ADC進行數位化。而每個短時間的直流信號數據組合在一起，就變成了能夠顯示在屏幕上的波形，波形的時間信息通過數學運算顯示為真實信號的時間信息。所以採樣示波器只能夠測試重複或半重複的信號(象LVDS就屬於半重複的信號，按參考時鐘或內嵌時鐘重複，示波器屏幕上觀察到的是眼圖。如果LVDS碼型重複的話，也可以觀察到每個位波形，這時候需要使用PatternLock觸發或幀頭觸發)。

採樣示波器的關鍵器件是採樣頭。也因為這樣的結構，使得採樣示波器的帶寬可以做得非常高，比如模擬帶寬高達90GHz以上，而且測試精度較高(因為ADC的位數達到14bits，頻譜分析儀才有這樣的採樣性能)。圖2是1966年HP開發的用於141A示波器或1415A時域反射計TDR的採樣頭1430A。

影響精度的另一個關鍵部件是順序延時產生器，它的延時精度直接影響波形時間精度。

圖2 HP 1430A採樣頭

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