論在評估示波器中次要技術(shù)指標(biāo)的重要性
發(fā)布時間:2008/5/27 0:00:00 訪問次數(shù):420
    
    
    來源:edn china 作者:colin shepard
    
    近幾年來,隨著半導(dǎo)體集成度和功能的穩(wěn)步提高、模擬模型的不斷改進(jìn)、結(jié)構(gòu)不斷變化等等,電子系統(tǒng)的性能正在不斷提高。但是,設(shè)備之間的信令速度和技術(shù)并沒有明顯變化。為什么呢?因為過去的i/o信令結(jié)構(gòu)足以完成工作,而實現(xiàn)變動的底層技術(shù)還沒有到位。
    在過去5年左右的時間中,工程師一直把重點更多地放在低壓差分信令上,以明顯提高系統(tǒng)性能。數(shù)據(jù)速率已經(jīng)以幾何級數(shù)提高,推動著設(shè)備之間的通信更廣泛地采用復(fù)雜的串行協(xié)議,如pci express、infiniband、xaui等等。這些環(huán)境涵蓋了各種數(shù)據(jù)速率和傳輸結(jié)構(gòu),但所有這些數(shù)據(jù)速率和傳輸結(jié)構(gòu)都需要嚴(yán)格的設(shè)計和檢驗方法。
    這使得示波器等測試設(shè)備的重要性大大提高。工程師依賴示波器分析串行設(shè)備設(shè)計的性能,支持檢驗和調(diào)試工作。他們的任務(wù)包括精確進(jìn)行參數(shù)測量、檢修和信號完整性分析。在開發(fā)流程后期,他們轉(zhuǎn)向示波器,生成眼圖進(jìn)行一致性測試。
    選擇示波器的工程師經(jīng)常只考慮產(chǎn)品手冊和雜志廣告標(biāo)題中列明的技術(shù)指標(biāo)。人們最熟知的指標(biāo)是帶寬、取樣速率和記錄長度。盡管衡量示波器性能的這些指標(biāo)也非常重要,但它們并不能全面表明儀器在實際日常使用環(huán)境中的效果。例如,帶寬指標(biāo)僅指明了示波器的大體頻率范圍,而幾乎與儀器可靠地檢測和捕獲快速異常事件的能力沒有關(guān)系。
    因此,在評估示波器時,領(lǐng)會主要指標(biāo)的言外之意非常重要。這個建議實際有兩層含義:第一,最好深入分析廠商大肆宣傳的技術(shù)指標(biāo)后面所隱藏的細(xì)微差別;第二,記住要研究某些功能,這些功能可能不如市場上最經(jīng)常吹捧的功能那樣光彩奪目,但它們可能會明顯影響設(shè)計人員工作的效果,甚至?xí)绊懝ぷ鞯挠行浴?/p>
    帶寬界定
    帶寬指標(biāo)當(dāng)然非常重要。對不斷挑戰(zhàn)高速串行總線結(jié)構(gòu)極限的設(shè)計人員來說,在購買示波器時,帶寬一直是其最首要的考慮因素。
    但是,帶寬本身只是描述儀器頻響的一個指標(biāo)(正弦波滾降-3 db的頻率)。擁有相同額定帶寬的兩臺示波器可能會擁有非常不同的上升時間,對復(fù)雜波形的響應(yīng)完全不同。是不是需要認(rèn)真推敲部分指標(biāo)或功能,以更好地促進(jìn)購買者決策呢?
    有兩個方面可以回答這個問題,一個是示波器真正的上升時間性能,另一個是儀器在數(shù)字信號處理(dsp)模式下的行為。
    模擬上升時間是示波器帶寬的函數(shù)。它試圖使用教科書中的公式,從帶寬中簡單地計算上升時間,這是某些公布的上升時間指標(biāo)的基礎(chǔ)。客觀測得的上升時間為測量提供了更好的基礎(chǔ),包括帶有或不帶dsp增強(qiáng)功能。每名工程師都了解上升時間響應(yīng)的重要意義。衡量測得的上升時間與計算得出的上升時間之間的差異就是領(lǐng)會言外之意。
    可以使用dsp濾波,擴(kuò)展示波器的凈帶寬,使其頻響平坦化,在通道之間提供更好的匹配。在被測設(shè)備采用高速多通路串行傳輸環(huán)境時,這些都是關(guān)鍵功能。但是,dsp會引入某些誤差,其一般會與超過實際模擬帶寬的頻率范圍部分成比例提高。
    什么時候應(yīng)該使用dsp呢?在測量低于納秒的上升時間或眼圖時(圖1),從示波器中獲取最大帶寬至關(guān)重要。很明顯,這有利于dsp方法。最快速的測量幾乎一直需要最高的帶寬。
    但有時可以通過某種方式旁路dsp擴(kuò)展技術(shù),僅使用儀器本身的模擬帶寬和上升時間。例如,某些研究人員使用專用dsp算法,需要處理示波器中的原始數(shù)據(jù)。在這種情況下,dsp旁路功能非常重要。這類指標(biāo)可能并不會被廠商大肆宣傳,但在選擇高性能示波器時是一個重要考慮因素。
    示波器觸發(fā)與信號復(fù)雜性
    "高速測量"一詞在低于納秒的邊沿和快速時鐘速率方面有各種各樣的含義。有時人們忽略了這些高速測量通常是復(fù)雜性非常高的測量。捕獲數(shù)據(jù)流中的某個碼要涉及判斷、運(yùn)氣、估算、猜測…或正確選擇觸發(fā)功能。
    示波器觸發(fā)決定著使用儀器可以捕獲、查看和測量的項目,這一功能與帶寬和取樣速率一樣重要。觸發(fā)系統(tǒng)有自己不同的一套技術(shù)指標(biāo)。觸發(fā)通路一般是主輸入信號通路的支路,應(yīng)該體現(xiàn)許多相同的環(huán)境特點,如靈敏度、抖動等等。觸發(fā)性能的另一個指標(biāo)是觸發(fā)類型的范圍,也就是在發(fā)生觸發(fā)時可以定義的條件。
    當(dāng)然,觸發(fā)系統(tǒng)有自己的主要指標(biāo)。選擇示波器測量快速串行信號的設(shè)計人員可能會認(rèn)為觸發(fā)通路的帶寬與儀器規(guī)定的帶寬相
    
    
    來源:edn china 作者:colin shepard
    
    近幾年來,隨著半導(dǎo)體集成度和功能的穩(wěn)步提高、模擬模型的不斷改進(jìn)、結(jié)構(gòu)不斷變化等等,電子系統(tǒng)的性能正在不斷提高。但是,設(shè)備之間的信令速度和技術(shù)并沒有明顯變化。為什么呢?因為過去的i/o信令結(jié)構(gòu)足以完成工作,而實現(xiàn)變動的底層技術(shù)還沒有到位。
    在過去5年左右的時間中,工程師一直把重點更多地放在低壓差分信令上,以明顯提高系統(tǒng)性能。數(shù)據(jù)速率已經(jīng)以幾何級數(shù)提高,推動著設(shè)備之間的通信更廣泛地采用復(fù)雜的串行協(xié)議,如pci express、infiniband、xaui等等。這些環(huán)境涵蓋了各種數(shù)據(jù)速率和傳輸結(jié)構(gòu),但所有這些數(shù)據(jù)速率和傳輸結(jié)構(gòu)都需要嚴(yán)格的設(shè)計和檢驗方法。
    這使得示波器等測試設(shè)備的重要性大大提高。工程師依賴示波器分析串行設(shè)備設(shè)計的性能,支持檢驗和調(diào)試工作。他們的任務(wù)包括精確進(jìn)行參數(shù)測量、檢修和信號完整性分析。在開發(fā)流程后期,他們轉(zhuǎn)向示波器,生成眼圖進(jìn)行一致性測試。
    選擇示波器的工程師經(jīng)常只考慮產(chǎn)品手冊和雜志廣告標(biāo)題中列明的技術(shù)指標(biāo)。人們最熟知的指標(biāo)是帶寬、取樣速率和記錄長度。盡管衡量示波器性能的這些指標(biāo)也非常重要,但它們并不能全面表明儀器在實際日常使用環(huán)境中的效果。例如,帶寬指標(biāo)僅指明了示波器的大體頻率范圍,而幾乎與儀器可靠地檢測和捕獲快速異常事件的能力沒有關(guān)系。
    因此,在評估示波器時,領(lǐng)會主要指標(biāo)的言外之意非常重要。這個建議實際有兩層含義:第一,最好深入分析廠商大肆宣傳的技術(shù)指標(biāo)后面所隱藏的細(xì)微差別;第二,記住要研究某些功能,這些功能可能不如市場上最經(jīng)常吹捧的功能那樣光彩奪目,但它們可能會明顯影響設(shè)計人員工作的效果,甚至?xí)绊懝ぷ鞯挠行浴?/p>
    帶寬界定
    帶寬指標(biāo)當(dāng)然非常重要。對不斷挑戰(zhàn)高速串行總線結(jié)構(gòu)極限的設(shè)計人員來說,在購買示波器時,帶寬一直是其最首要的考慮因素。
    但是,帶寬本身只是描述儀器頻響的一個指標(biāo)(正弦波滾降-3 db的頻率)。擁有相同額定帶寬的兩臺示波器可能會擁有非常不同的上升時間,對復(fù)雜波形的響應(yīng)完全不同。是不是需要認(rèn)真推敲部分指標(biāo)或功能,以更好地促進(jìn)購買者決策呢?
    有兩個方面可以回答這個問題,一個是示波器真正的上升時間性能,另一個是儀器在數(shù)字信號處理(dsp)模式下的行為。
    模擬上升時間是示波器帶寬的函數(shù)。它試圖使用教科書中的公式,從帶寬中簡單地計算上升時間,這是某些公布的上升時間指標(biāo)的基礎(chǔ)?陀^測得的上升時間為測量提供了更好的基礎(chǔ),包括帶有或不帶dsp增強(qiáng)功能。每名工程師都了解上升時間響應(yīng)的重要意義。衡量測得的上升時間與計算得出的上升時間之間的差異就是領(lǐng)會言外之意。
    可以使用dsp濾波,擴(kuò)展示波器的凈帶寬,使其頻響平坦化,在通道之間提供更好的匹配。在被測設(shè)備采用高速多通路串行傳輸環(huán)境時,這些都是關(guān)鍵功能。但是,dsp會引入某些誤差,其一般會與超過實際模擬帶寬的頻率范圍部分成比例提高。
    什么時候應(yīng)該使用dsp呢?在測量低于納秒的上升時間或眼圖時(圖1),從示波器中獲取最大帶寬至關(guān)重要。很明顯,這有利于dsp方法。最快速的測量幾乎一直需要最高的帶寬。
    但有時可以通過某種方式旁路dsp擴(kuò)展技術(shù),僅使用儀器本身的模擬帶寬和上升時間。例如,某些研究人員使用專用dsp算法,需要處理示波器中的原始數(shù)據(jù)。在這種情況下,dsp旁路功能非常重要。這類指標(biāo)可能并不會被廠商大肆宣傳,但在選擇高性能示波器時是一個重要考慮因素。
    示波器觸發(fā)與信號復(fù)雜性
    "高速測量"一詞在低于納秒的邊沿和快速時鐘速率方面有各種各樣的含義。有時人們忽略了這些高速測量通常是復(fù)雜性非常高的測量。捕獲數(shù)據(jù)流中的某個碼要涉及判斷、運(yùn)氣、估算、猜測…或正確選擇觸發(fā)功能。
    示波器觸發(fā)決定著使用儀器可以捕獲、查看和測量的項目,這一功能與帶寬和取樣速率一樣重要。觸發(fā)系統(tǒng)有自己不同的一套技術(shù)指標(biāo)。觸發(fā)通路一般是主輸入信號通路的支路,應(yīng)該體現(xiàn)許多相同的環(huán)境特點,如靈敏度、抖動等等。觸發(fā)性能的另一個指標(biāo)是觸發(fā)類型的范圍,也就是在發(fā)生觸發(fā)時可以定義的條件。
    當(dāng)然,觸發(fā)系統(tǒng)有自己的主要指標(biāo)。選擇示波器測量快速串行信號的設(shè)計人員可能會認(rèn)為觸發(fā)通路的帶寬與儀器規(guī)定的帶寬相
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