評估示波器：要深挖細找次要技術指標

　多年以來，電子系統的性能隨著半導體集成度及功能的穩步提高、仿真模型的改進、體系結構的變化等等而在同步提高。盡管有這些提高，但設備之間的信號傳輸速度和技術卻沒有發生明顯改變，因為I/O信號傳輸體系結構足以勝任工作，而支持變動的技術還沒有就緒。

　　在過去的大約5年中，為了在系統性能上獲得驚人的提高，工程師更加專注于LVDS（低壓差分信號傳輸）。數據速率提高了一個數量級，從而推動適用于設備間通信的復雜串行協議被廣泛采納。這些協議包括PCI Express、InfiniBand以及XAUI（10吉比特附屬單元接口）。這些環境擁有多種多樣的數據速率和傳輸體系結構，不過全都需要嚴格的設計和驗證方法。

　　這種要求使得諸如示波器等測試設備比以往更加重要。工程師依靠示波器來分析其串行設備設計的性能，并支持驗證和調試工作。工程師的任務包括精確的參數測量、故障檢修以及信號完整性分析。在開發過程的后期，工程師改用示波器來為一致性測試生成眼圖顯示。

　　選擇示波器的工程師只考慮那些出現在產品手冊和雜志廣告的標題中列出的技術指標，這種情況太普遍了。在這些主要的技術指標中，眾所周知的是帶寬、采樣率和記錄長度。衡量示波器性能的這些指標雖然很重要，但不能全面地反映示波器在日常使用中的效能。例如，帶寬值只說明示波器的大致頻率范圍，幾乎不能說明示波器可靠地檢測并捕獲快速異常現象的能力。

　　因此，在評估示波器時，領會主要技術規格的言外之意是很重要的。這個忠告實際上具有兩方面的含意。首先，這是一種告誡，應該深入分析廠商大肆宣傳的技術指標背后所隱藏的細微差別。其次，這是一種提醒，應該研究那些對設計師工作的效果甚至有效性有很大影響的特性，盡管那些特性與廠商最經常在市場上宣傳的相比不太引人注意。

　　帶寬的定義與再定義

　　帶寬指標理所當然非常重要。對于提高高速串行總線體系結構極限的設計師來說，在購買示波器時，凈帶寬一直是示波器特性的首要考慮因素。但是，帶寬本身只不過是描述儀器頻響的一個技術指標，也就是正弦波滾降3 dB的頻率。兩臺具有相同額定帶寬的示波器對復雜波形可能具有不同的上升時間和完全不同的響應。有沒有一個具有言外之意的、更好體現購買者決心的技術指標或特性呢？這個問題的答案有兩個方面：示波器的真正上升時間性能和示波器在DSP模式下的性能。

　　模擬上升時間是示波器帶寬的函數。利用教課書上的公式從帶寬中簡單計算上升時間是很吸引人的，這種計算也是某些公布的上升時間技術指標的基礎。不論是否具有DSP增強功能，客觀測得的上升時間為測量提供了更好的基礎。每一位工程師都懂得上升時間響應的重要性。權衡上升時間測量值與計算值之差異就是領會言外之意的一個例子。

　　你可以利用DSP濾波來擴展示波器的凈帶寬，使示波器頻響平坦化，并在通道間提供更好的匹配。當被測設備采用了高速多通道串行傳輸環境時，這些性能非常關鍵。但是，DSP會引入誤差，而這些誤差往往與實際模擬帶寬之外的頻率擴展成正比地增加。

圖1，眼圖分析取決于示波器的主要技術指標，例如帶寬。但是，眼圖分析還取決于時鐘恢復、探測

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