示波器抖動測試能力分析-論12bit示波器的抖動測量精度-云帆興燁
在高速串行信號的分析中,抖動是一個非常關(guān)鍵的衡量指標(biāo),很多的高速信號標(biāo)準,都對此有嚴格的要求,目前很多的高帶寬示波器都配置了專門的眼圖抖動分析工具,像力科的SDAIII。和我們測量上升時間需要考慮示波器上升時間對測試結(jié)果的影響一樣,測試抖動時,我們也會考慮示波器的抖動測量能力,示波器對抖動測試結(jié)果會有什么樣的影響?或者說,示波器的抖動測量能力取決于哪些因素?
示波器抖動測試能力分析
示波器的抖動測量能力用抖動測量噪底來衡量,抖動測量噪底可以通過下面的公式來評估。
Sample Clock Jitter,也叫采樣時鐘抖動,是示波器內(nèi)部采樣時鐘誤差導(dǎo)致的抖動,是示波器的固有抖動,現(xiàn)在示波器內(nèi)部有專門的時基電路為ADC和觸發(fā)電路提供采樣時鐘。
Noise,一般是指的是示波器的本底噪聲。
SlewRate,指的待測信號的斜率。
示波器本身都有噪聲,特別是目前大部分高帶寬示波器的ADC都是8bit,量化噪聲是不可忽略的重要的噪聲來源,示波器的本底噪聲疊加到待測信號上,會引起被測信號邊沿50%閾值時刻的變化,如下圖所示,垂直方向的噪聲會轉(zhuǎn)化為水平方向的抖動,轉(zhuǎn)化關(guān)系是:dt=dv÷SlewRate,噪聲越大,信號斜率越緩,轉(zhuǎn)化的比例就越大。
綜上所述,示波器對信號抖動測試的影響,取決于三個因素,采樣時鐘抖動、示波器本底噪聲和待測信號的上升沿,對工程師來說,待測信號的上升沿是確定的,不可改變的,采樣時鐘抖動和示波器本底噪聲就成了影響信號抖動測試的關(guān)鍵因素。
力科12bit WavePro HD示波器抖動測試精度
目前業(yè)界抖動測量精度最高的示波器是哪個?
這就是力科最新發(fā)布的WaveProHD高精度示波器,WavePro HD示波器采用新一代HD4096技術(shù),始終保持12位性能,20GS / s的采樣率和高達8GHz的帶寬,可實現(xiàn)極低的噪聲和極高的原始信號保真度,將12bit高精度技術(shù)帶入串行信號分析。極低的本底噪聲和采樣時鐘抖動(60fs),可實現(xiàn)精確的抖動測試。
WavePro HD本底噪聲和采樣時鐘抖動
傳統(tǒng)8bit示波器與12bit示波器的對比
我們將2.5Gbps的信號分別輸入到傳統(tǒng)的8bit 8GHz帶寬示波器和8GHz WavePro 804HD示波器,測試信號眼圖和抖動,從下面的眼圖中,可以明顯看到12bit的WavePro804HD的抖動更小,抖動測量值的差別就更明顯了,WavePro804HD示波器測試出來的Rj是555fs,傳統(tǒng)8bit示波器測試出來的值是698fs,比WavePro 804HD的測量值大25%。
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