實(shí)時(shí)示波器通常被稱為DSO(數(shù)字存儲示波器)或MSO(混合信號示波器),。目前在售的大部分示波器都是實(shí)時(shí)示波器,。實(shí)時(shí)示波器的帶寬范圍從幾MHz到幾十GHz，價(jià)位在幾百美元到幾十萬美元不等,。采樣示波器通常被稱為DCA(數(shù)字通信分析儀),，帶寬范圍從幾十GHz起,，主要用于分析高速串行總線、光設(shè)備和時(shí)鐘信號,。隨著帶寬的增加,，采樣示波器和實(shí)時(shí)示波器開始在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中重合。
實(shí)時(shí)示波器和采樣示波器的數(shù)字化之路基本相同,。輸入信號經(jīng)過示波器的前端信號調(diào)節(jié)電路,，數(shù)字化之后保存到存儲器，后在屏幕上顯示,。然而,，兩種示波器的基本技術(shù)則大相徑庭。
實(shí)時(shí)示波器
實(shí)時(shí)示波器包括觸發(fā)ASIC技術(shù),，允許用戶感興趣的事件,，例如上升電壓閾值、建立和保持違規(guī)或碼型觸發(fā),。常規(guī)采集模式中,，當(dāng)示波器的觸發(fā)電路觀測到這個(gè)事件時(shí)，示波器將會捕獲并保存在觸發(fā)點(diǎn)附近的連續(xù)采樣點(diǎn),，并使用已捕獲數(shù)據(jù)更新顯示屏,。實(shí)時(shí)示波器可工作在單次捕獲模式或連續(xù)捕獲模式。在單次模式下,，示波器根據(jù)存儲器深度和采樣率設(shè)置,，進(jìn)行單次采集并顯示一組連續(xù)樣本。在示波器捕獲了單條軌跡之后,，用戶能夠平移和縮放到任意感興趣的事件,。在連續(xù)運(yùn)行模式下，示波器連續(xù)采集并顯示每一個(gè)與觸發(fā)技術(shù)指標(biāo)匹配的條件,?？勺冇噍x或無限余輝可使多個(gè)已捕獲信號覆蓋在初始信號上,。連續(xù)模式允許用戶對被測器件進(jìn)行實(shí)時(shí)查看,。可在單次采集或連續(xù)重復(fù)采集模式中進(jìn)行上升時(shí)間或脈寬測量,、數(shù)學(xué)函數(shù)或FFT分析,。大部分帶寬低于6GHz的實(shí)時(shí)示波器包括lMΩ和50MΩ輸入，可與多種探頭和電纜搭配使用,。
實(shí)時(shí)示波器有三個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)定義,，即：帶寬、采樣率和存儲器深度,。在選擇實(shí)時(shí)示波器時(shí),，還需要考慮其它更重要的技術(shù)指標(biāo),。
采樣示波器
采樣示波器專為捕獲、顯示與分析重復(fù)信號而設(shè)計(jì),。觸發(fā)能力同樣也是針對重復(fù)信號而設(shè)置,。當(dāng)滿足次觸發(fā)條件時(shí)，采樣示波器將會捕獲一組具有時(shí)間間隔的非鄰近樣本,。示波器延遲這個(gè)觸發(fā)點(diǎn)并開始下一組捕獲,，并將已捕獲的點(diǎn)與組樣本共同放在顯示屏中。在無限余輝模式中重復(fù)這項(xiàng)操作,，可以創(chuàng)建一個(gè)波形,，不必進(jìn)行連續(xù)采集。觸發(fā)與延時(shí)是其中的技術(shù)要素,，用于控制觸發(fā)之間的時(shí)間分辨率,，以實(shí)現(xiàn)高測量精度。由于每次觸發(fā)僅會捕獲和處理幾個(gè)點(diǎn),，存儲器深度不屬于關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo),。采樣率也不是關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。但是,，觸發(fā)條件和下一個(gè)觸發(fā)條件之間的時(shí)間間隔精度,，這一點(diǎn)才是重要的。
采樣示波器與實(shí)時(shí)示波器
如前所述,，實(shí)時(shí)示波器的帶寬現(xiàn)已超過60GHz,，而采樣示波器的帶寬已達(dá)90GHz以上。因而對于大部分?jǐn)?shù)字應(yīng)用,，帶寬不再是選擇適當(dāng)示波器的便捷之道,。但話雖如此，價(jià)格仍然是主要差別,。全配置的采樣示波器(50GHz)的*15萬美元,，而實(shí)時(shí)示波器的價(jià)格接近40萬美元。設(shè)計(jì)人員必須要確定,，實(shí)時(shí)示波器的出色靈活性是否與高成本相匹配,。
噪聲和信噪比
采樣示波器和實(shí)時(shí)示波器有很多不同之處。采樣示波器具有14位ADC和極寬的動態(tài)范圍,，能夠查看從幾mV至全量程范圍內(nèi)的信號,，無需衰減。因此,，采樣示波器在不同的V/格垂直軸設(shè)置中保持極低噪聲,。實(shí)時(shí)示波器的動態(tài)范圍被限定在8位，但其有效位數(shù)約為6位。受限于信噪比,，實(shí)時(shí)示波器必須利用衰減器/放大器以正確地顯示幾mV到幾V的信號,。這意味著，實(shí)時(shí)示波器的噪聲要高于采樣示波器,。采樣示波器的低噪聲使其成為測量的“標(biāo)準(zhǔn)”,。然而，實(shí)時(shí)示波器不斷改進(jìn),，業(yè)已開始縮短兩者在信號完整性上的差距,。
頻率響應(yīng)
頻率響應(yīng)也是用戶在選擇實(shí)時(shí)示波器還是采樣示波器時(shí)的考慮因素。一般來說,，采樣示波器不會使用數(shù)字信號處理(DSP)校正技術(shù),，其頻率響應(yīng)會緩慢下降(硬件響應(yīng))，看上去更像是高斯型,。實(shí)時(shí)示波器采用DsP校正自身的頻率響應(yīng),。例如，Agilent DSOX93304Q在整個(gè)通帶內(nèi)使用乎坦頻率響應(yīng),，這意味著它的增益變化在整個(gè)頻率范圍內(nèi)不會超過ldB,。實(shí)時(shí)示波器的頻率響應(yīng)可以改變。一些示波器廠商提供多達(dá)5個(gè)具備不同特征的響應(yīng),。在進(jìn)行同類產(chǎn)品比較時(shí),，平坦響應(yīng)與高斯響應(yīng)可使兩個(gè)測量極其不同。例如,，高斯?jié)L降會對測量造成影響并添加碼間干擾,。如果信號速度足夠快，超出示波器的帶寬,，那么滾降速度較快的平坦響應(yīng)會出現(xiàn)振鈴,。不論哪種情況，用戶必須了解硬件對測量的影像,。
時(shí)鐘恢復(fù)的區(qū)別
時(shí)鐘恢復(fù)是示波器測量的關(guān)鍵因素,。它支持構(gòu)建實(shí)時(shí)眼圖、模板測試和抖動分離,?；謴?fù)時(shí)鐘是用于測量比較的參考時(shí)鐘。近來,，采樣示波器*依賴硬件進(jìn)行時(shí)鐘恢復(fù),。由此，無論是外部時(shí)鐘還是采樣示波器提供的內(nèi)部10MHz時(shí)鐘,，恢復(fù)系統(tǒng)都容易產(chǎn)生誤差。如今這種情形已不復(fù)存在。安捷倫采樣示波器現(xiàn)可提供基于軟件的時(shí)鐘恢復(fù)系統(tǒng),，非常適合進(jìn)行的時(shí)鐘恢復(fù),。實(shí)時(shí)示波器往往使用軟件時(shí)鐘恢復(fù)，也可以用外時(shí)鐘,。軟件時(shí)鐘恢復(fù)的優(yōu)勢是不易產(chǎn)生硬件誤差,，無需考慮數(shù)據(jù)速率。
除了硬件時(shí)鐘恢復(fù)和軟件時(shí)鐘恢復(fù)的區(qū)別之外,，用戶必須關(guān)注所使用的時(shí)鐘恢復(fù)算法,。采樣示波器使用抖動傳遞函數(shù)(JTF)，實(shí)時(shí)示波器使用0JTF,。與JTF相比,，0JTF能夠減少更多的低頻抖動。因此,，實(shí)時(shí)示波器中的抖動明顯低于采樣示波器,。兩種示波器使用相同的傳遞函數(shù)，即可重置抖動數(shù)目,。采樣示波器的性能在近得到了改善,，可以更輕松地進(jìn)行抖動比較。
過去,，采樣示波器具有大帶寬和固有抖動,，性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于實(shí)時(shí)示波器。在過去十年里,，實(shí)時(shí)示波器已經(jīng)極大地縮短了兩者的性能差距,，向需要進(jìn)行收發(fā)信機(jī)測試的用戶提供靈活的選擇——使用實(shí)時(shí)示波器還是采樣示波器。采樣示波器仍然具備較低抖動和*動態(tài)范圍,，是在可控的環(huán)境內(nèi)進(jìn)行表征的理想工具,。假設(shè)您的信號可重復(fù)或使用實(shí)時(shí)眼圖進(jìn)行捕獲，采樣示波器將會真實(shí)地描述信號,。
實(shí)時(shí)示波器擁有出色的靈活性,，使它更具吸引力。如果用戶正在進(jìn)行調(diào)試,，想要觸發(fā)難以查找的事件,，實(shí)時(shí)示波器是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。實(shí)時(shí)示波器的用戶可從眾多一致性測試,、協(xié)議觸發(fā)與解碼,、分析應(yīng)用軟件中選擇自己所需。實(shí)時(shí)示波器還能測量單次捕獲的抖動,，非常適合分析故障根源,。大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)使用實(shí)時(shí)示波器進(jìn)行發(fā)射機(jī)測試,。這意味著，用戶需要借助實(shí)時(shí)示波器確保設(shè)備的“一致性”,。
采樣示波器與實(shí)時(shí)示波器一樣,，提供眼圖、直方圖和抖動測量,。憑借高帶寬,、模塊性和低價(jià)位，采樣示波器要比實(shí)時(shí)示波器更能適應(yīng)制造環(huán)境,。實(shí)時(shí)示波器現(xiàn)可提供高達(dá)63GHz的帶寬,，*抖動分析應(yīng)用淡化了實(shí)時(shí)示波器和采樣示波器在研發(fā)階段的區(qū)別。
結(jié)論
實(shí)時(shí)示波器對于大部分示波器應(yīng)用來講非常適用,。實(shí)時(shí)示波器提供各種帶寬范圍,，能夠捕獲單次事件和重復(fù)信號，已經(jīng)縮短了與采樣示波器在高頻測量方面的差距(例如抖動和發(fā)射機(jī)表征),。如果您的應(yīng)用包括要求低抖動和高動態(tài)范圍的重復(fù)波形,，采樣示波器是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。采樣示波器還具有較低的初始成本和模塊化升級功能,，非常適合電子和光生產(chǎn)測試應(yīng)用,。如果是在20GHz以上的頻率工作，不確定哪一種示波器合適,，建議與同時(shí)生產(chǎn)采樣示波器和實(shí)時(shí)示波器的廠商聯(lián)系,。與僅生產(chǎn)實(shí)時(shí)示波器或采樣示波器的廠商相比，他們更能幫助您選擇需求的示波器類型,。
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