AB(DCA)宽带取样示波器原理、用途及校准方法现代测量与实验室管理年第期文章编号:ABDCA宽带取样示波器原理用、途及校准方法郁月华缪寅宵陈嘉伟陆福敏中国计量科学研究院北京中国运载火箭技术研究院第研究所北京上海市计量测试技术研究院上海要多功能的电子测量仪器。本文简叙了该仪器特有的功能、原理以及校摘:AB取样示波器是一种宽频带、测量准方法由于高达GHz的频带宽度用经典的标准脉冲法已无法进行校准即无法量值溯源文中介绍了用NTN校准技频带宽度嘚测量。术的新方法进行GHz取样示波器的上升时间、关键词:AB取样示波器TDRNT校准技术扫频源法N中图分类号:TM文献标识码:A字通信分析仪”简称DCADigitalCommunicationsA引言nalysis該仪器对并行数据通信中获得的数据具有在现代时域测量中示波器是不可缺少的测量仪重复通信信号波形性显著的测量能力能提供快速、器。自从数字式示波器出现以眼图和统计测量是一种高频、了快速来使示波器的功能有能分析与脉冲、高带的发展不再仅仅是观测波形还鈳作为通信宽、多用途功能的时域测量仪器信号分析仪器满足日益发展的数字通信测试的需求。本文简要叙述了该仪器的原理和功能并對其ABDCA是这种仪器的典型代表它除了是一大家不太熟知的指标测试方法做了重点介绍台极宽频带的经典示波器以外还是一台电信业测量原悝数据通信业使用的数字信号分析仪器通常称为“数图以及AB主机部分简要原理结构框图AB数字通信分析仪是一种模块式平台仪DCA能同时测量显礻通信信号中乃母龉电原理结构如图能接受光电两种插入模块双器眼图信号的性能特性在普通数字取样示波器方式电通道或双光通道插入模块。这些标准组件可以组时也可同时捕捉和测量四个时域脉冲信号本仪器合成适合特殊要求的光或电的测量系统电信号时域还有T时域反射测量的用途、DT时域信号的衰DRT光信号测量系统、测量系统、或光电组合测量系统减和传播延迟测量的用途。DCA为模拟和数字电路提供了必須的测试和测量能力如:取样示波器、AB具有多个插入模块了解这些模块可眼图测量能力及光波长TDRTT时域反射计测量、D以组建合理的测量系统怹们是以光波长和频带宽能力的测量。度及功能分类的如下表所示:表光通道电通道模块型号光带宽光波长电带宽AGHznmGHzAGHznmGHzUGHznmGHzAGHznm,nmGHzBGHznm,nmGHzAGHznm,nmGHzBGHznm,nmGHzAGHznm,nmGHzBGHznm,nmGHzAGHznm,nmGHzBGHznm,nmGHzAGHznm,nmGHzBA精密时基模块AGHz双通道AGHz双通噵BGHz双通道AGHz双通道AGH单通道输入AGHz时域反射计模块有关时域测量的若干问题AB是属于等效时间采样方式的数字宽带取样示波器不但可以测量被测件輸入的反射特性TDR而且还可测量四端网络的传输特性图TDNA时域网络分析测量TDT它们同时可以组成TDNA时域网络分AB宽带取样示波器的校准测试析仪时域反射测量已有很长的历史但数字式的ABDCA取样示波器与普通示波器在功TDR要比模拟示波器的要方便许多它是同轴微带能参数上没有明显差别它們包括:垂直幅度精度电缆等特性不可替代的测试利器。例如:阻抗变线、A为fullScalemVreading化、传输线长度甚至可以测出端接不连续点位置、时间间隔精度ps、冲瞬态offset、脉电容数值器中的电感、响应A上升时间为ps左右、放大器频率响A时域反射计是AB上的一个插应A和A频带宽度为DC,GHz、前面板校准信号精喥V、抖动性能测试入模块可分别输出单端和差分阶跃脉冲信号可以ps左右、噪声A为mV印刷电路板等的任意测量被测件电缆、接头、转mVpp、外触发靈敏度及外触发抖动不连续点的各种时域参数。也可以测量该被测件的ps等校准项目这些项目指标均可以用普通取样衰减和传播延迟时间。还可作为时域网络分析仪所示样示波器的上升示波器校准方法进行计量校准区别是对超宽带取如图时间和频带宽度已无法使用普通示波器测试方法来完成。卷积方程再用反卷积技术分离出取样示波器的冲示波器脉冲瞬态响应最常用的测量方法是标激响应对其进行积分等鈳以得到三台取样示波器准脉冲法即用已知的快沿脉冲发生器其快沿时间过冲的时域特性和频域特性进而求得上升时间、比示波器上。圖图参见波形图、升时间小三倍去激励被测示波器在示和带宽等参数、所示波器屏幕上读测上升沿时间值为被校示波器实际上升时间反の即用高带宽示波器其上升时间比被测脉冲快沿小三倍去测量该快沿脉冲发生器对GHz示波器的上升沿为ps需要ps的快沿脉冲源进行计量而这ps的快沿脉冲源又要用比小三倍的示波器来进行校准如此下去将陷入鸡生蛋还是蛋生鸡的无法解决的困境。我国目前对GHz示波器已无法用标准脉冲法来进行量值溯源中国计量科学研究院成功研制了“基于NTN校准技术的脉冲波形参数国家基准”解决了上述重大难题。采用NTnosetonose校准方法可以實现对N图频带宽度特性曲线任意带宽的取样示波器进行校准是测量高带宽取样示波器上升时间和频带宽度最好的测试手段其另一台做表楿同特方法如下:将两台一台做源、性的取样示波器输入端用转油妨鹄对其中一台取样示波器作一个特定的设置当一台取样示波器对内置直鋶电压进行取样时会向取样示波器输脉冲的信号此脉冲入端发出一个称为“kickout”信号就包含了这台取样示波器的全部系统特性信息。用另一囼系统特性完全相同的取样示波器测量此脉冲信号并显示于示波器屏幕再从测量结果中脉冲因取样示波器的用反卷积分离出“kickout”冲激响应囸比于该“kickout”冲理论上已证脉图冲击响应脉冲明故可得到取样示波器的时域特性我们还可以用经典的扫频源法见图所示进行频带宽度的測量扫频源法又称功率计测量法或频域法实际上是对示波器的幅频特性进行校准的方法。与NTN校准技术相比较其相位信息已丢失所以在高带寬示波器的校准中用NT校N准技术方法可以进行示波器频带宽度完整的全信息测试既包括幅频特性又包括相频特性图上升时间波形图频带宽喥扫频源法测试连接图由于无法找到系统特性完全相同的两台取样示m宽带示波器的抖动性能JiitterPerforance波器否则将遇到解盲反卷积的困难。实际上是鼡是一个很重要的指标对AB取样示波器的三台取样示波器两两对接、进行三次测量得到三个抖动测试一般在GHz频率上进行图因为最佳触发在GHz嘚频率。用GHz正弦波测量示波器的内部抖动用快沿脉冲输入信号仪器的抖动会更小图JITTER测量连接图图信号的整个上升沿在屏幕中央用ns的延迟線来延迟加到示波器的输入信建立Histogra测量图m号使信号延迟一段时间以便触发点显示在屏幕上利用直方图测量来提高RMS抖动测量的精度见图行测試着重叙述了只有用NT校准技术才能对N、。图超宽带取样示波器的上升时间和频带宽度进行全信息计量校准中国计量科学研究院利用NT校准技术建立N了新的脉冲波形参数国家基准于年月日通过了科技成果鉴定。年月通过了基准评审正式成为我国脉冲参数国家基准参考文献:AB通信分析仪用户指南ndividualcharacterizationofbroaderspechtJRushKIVbandsamplingoscilloscopeswithanosetonosecalibrationprocedureJIEEETransonI:M,图Delay为nsVerspechtJBroadbandsamplingoscilloscopescharacterizationwiththe“nosetonose”librationprocedureaca结束语MtheoreticalandpracticalanalysisJIEEETransonI:,本文介绍了AB取样示波器的工作原郁月华等基于NTN技术的宽带取样示波器过渡时间用途及校准方法阐明了AB是┅台通信理、不确定度的研究计量学报信号分析仪实际上也是一台高级数字取样示波器刘明:,亮等基于NT校准技术的宽带取样示波器的N所以在計量校准时只需按取样示波器技术要求进校准计量学报:,上接第页工作量标准化定量可以自评、性、测评小组考核相结群众评议、岗位情况鈈同及工作季节因人员能力差异、组织纪律、合定性内容有政治态度、集体观念、事性等因素实验室不能采用计件或计时计算工作工作责任、业心、工作成绩定量内容有团结协作、量方式更何况我们实验室工作人员经常承担的科研工作等。实际工作、科研工作、体系管理工莋、职能部门分派需配合完总结成的工作及上级领导布置的临时工作尤其是脑力劳动更难计算近几年来一些高等院校的实标准化是检验檢疫实验室科学管理的一种手细验室对教职员工的工作量进行量化、化从而确段在现代实验室管理中除了标准化外管理人员定他们的奖金汾配系数虽然情况不同、方法尚不更应重视人的行为管理这目前虽尚难达到标准化成熟但也不失为参考依据。量化考核可以有定但也不能忽视