示波器作為重要的測(cè)試測(cè)量工具的,,被譽(yù)為“工程師之眼”,,其使用價(jià)值貫穿產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)和測(cè)試驗(yàn)證的全生命周期,。 在需要高分辨率測(cè)量方案的應(yīng)用中,,用戶(hù)往往更關(guān)心示波器使用價(jià)值,。如:
- 電源完整性測(cè)試:如何確保電源測(cè)量的精度,,如何捕捉微伏級(jí)的電壓波動(dòng),如何提高測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性,。
- 信號(hào)完整性測(cè)試:在處理PAM-N等高階調(diào)制的信號(hào)時(shí),,如何獲得更清晰的眼圖和更精準(zhǔn)的抖動(dòng)測(cè)量結(jié)果,如何保證測(cè)量一致性等問(wèn)題,。
- 頻譜分析測(cè)試:如何在高頻高精度的測(cè)試應(yīng)用中利用示波器進(jìn)行時(shí)域/頻域的聯(lián)合測(cè)試,。
示波器想要獲得更高的測(cè)量精度,需要同時(shí)滿(mǎn)足兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù):高位數(shù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和低本底噪聲,,這兩者共同決定示波器能否滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)高精度和低電壓的測(cè)試需求,。
下面我們將從以下幾個(gè)角度闡述高分辨率解決方案:
- 高分辨率測(cè)量需關(guān)注的關(guān)鍵參數(shù);
- 改善測(cè)量精度的方法,;
- 高分辨率示波器的應(yīng)用場(chǎng)景,;
- 如何選擇適合的高分辨率示波器;
ADC位數(shù)和最小分辨率
ADC位數(shù)和最小垂直分辨率對(duì)于信號(hào)測(cè)量非常重要,,ADC位數(shù)決定了示波器在垂直方向上的量化等級(jí),。示波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí),ADC會(huì)將信號(hào)分為多個(gè)垂直二進(jìn)制數(shù)據(jù)(有時(shí)稱(chēng)為量化電平或模數(shù)轉(zhuǎn)換電平),,二進(jìn)制數(shù)據(jù)量化越多,,采樣的信號(hào)分辨率就越高。這些量化電平在A(yíng)DC中表示為2N,,N表示ADC位數(shù),。12bit ADC垂直方向量化等級(jí)(212=4096)是8bit ADC(28=256)的16倍,。如果用戶(hù)將垂直刻度調(diào)整至100mV/div,滿(mǎn)屏幕即800mV(8div×100mV/div),,那么,,8bit示波器量化的信號(hào)最小幅度為800mV/256=3.125mV;12bit示波器量化的信號(hào)最小幅度則為800mV/4096=195.3μV,。
SFDR
無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍(SFDR)指載波頻率(最大信號(hào)成分)的RMS值與次最大噪聲成分或諧波失真成分的RMS值之比,。簡(jiǎn)言之,,SFDR規(guī)定了ADC以及系統(tǒng)從其他噪聲或其他雜散頻率中解讀載波信號(hào)的能力,,可從大干擾信號(hào)中分辨出最小信號(hào)的能力。對(duì)于設(shè)計(jì)良好的ADC內(nèi)核,,SFDR一般主要由載波頻率和目標(biāo)基波頻率的第二和第三諧波之間的動(dòng)態(tài)范圍構(gòu)成,。一些窄帶ADC只會(huì)定義較窄工作頻段的SFDR,這時(shí)第二和第三諧波都位于帶外,,多數(shù)差分輸入的ADC具有良好的共模噪聲抑制能力,,其SFDR性能會(huì)同時(shí)受到前端器件的影響,尤其是采集系統(tǒng)在A(yíng)DC輸入將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)的這一過(guò)程,。
利用高分辨率示波器的測(cè)試應(yīng)用
高分辨率,、低本底噪聲獲得更好的信號(hào)特征
噪聲就像一個(gè)無(wú)處不在的“小麻煩”,其存在于各類(lèi)電子設(shè)備和信號(hào)傳輸環(huán)境中,。高分辨率如同為工程師配備了一臺(tái)“超級(jí)顯微鏡”,,能清晰地放大信號(hào)細(xì)節(jié),發(fā)現(xiàn)隱藏在信號(hào)中的微弱噪聲,。
高分辨率在電源測(cè)試中將獲得諸多收益
DeepSeek的強(qiáng)大讓很多人看到了AI算力帶來(lái)的無(wú)限可能,。無(wú)論是DeepSeek還是ChatGPT亦或是豆包,AI大模型訓(xùn)練的背后是高算力芯片組成的大型運(yùn)算網(wǎng)絡(luò),,而電源是算力芯片的能量來(lái)源,,芯片功耗和散熱則是制造商的難題之一,可行方法就是使用更低的工作電壓,,從而降低芯片的功耗整體,。當(dāng)今算力芯片工作電壓基本在1V甚至更低,這對(duì)芯片電源網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和測(cè)量帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn),。
算力芯片-紋波和噪聲測(cè)試
對(duì)于芯片電源供電網(wǎng)絡(luò),,紋波要求越小越好,算力芯片的紋波如果過(guò)大,,將會(huì)擾亂邏輯參考的基準(zhǔn),,在高速變化的邏輯信號(hào)上產(chǎn)生抖動(dòng),進(jìn)而產(chǎn)生信號(hào)傳輸?shù)恼`碼(芯片誤將傳輸?shù)?當(dāng)做0,,把0當(dāng)做1),,影響芯片性能,,甚至無(wú)法工作。而算力芯片由于其更低的工作電壓,,導(dǎo)致電源留給紋波和噪聲的裕量變得非常小,,如果不能準(zhǔn)確測(cè)試出紋波和噪聲,對(duì)芯片算力的影響將是不可逆的,。
相關(guān)產(chǎn)品
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