帶寬限制及由于HiRes 導(dǎo)致的垂直分辨率提高程度會(huì)隨著儀器的最大采樣率和實(shí)際選擇的采樣率而變化。實(shí)際采樣率一般顯示在屏幕底部附近，最大采樣率可以參見產(chǎn)品技術(shù)資料。垂直分辨率位數(shù)為：
垂直位數(shù)= 8 + 0.5 log2 * (D)
其中：D 是壓縮比或最大采樣率/ 實(shí)際采樣率得到的-3
dB 帶寬( 除非受到測(cè)量系統(tǒng)模擬帶寬的進(jìn)一步限制) 是:
BW = 0.44 * SR
其中：SR 是實(shí)際采樣率
在許多泰克示波器中，平均算法是在硬件中實(shí)現(xiàn)的，采用固定點(diǎn)運(yùn)算，得到大約16 位的最大分辨率。觀察到的分辨率改善程度略低，會(huì)隨著應(yīng)用變化，但這種信號(hào)處理技術(shù)對(duì)許多應(yīng)用尤其有效。
對(duì)于硬件12bit ADC 示波器高分辨率模式效果更佳突出，詳細(xì)信息請(qǐng)參考表1。
表1. 泰克MDO3 系示波器5 GS/s 示波器中
由于HiRes 增強(qiáng)的垂直分辨率對(duì)應(yīng)表
High Res 模式是一種全新的泰克已獲得專利的采集模式，它會(huì)產(chǎn)生非常高的垂直分辨率。在高層次上，它與以前的技術(shù)類似，它會(huì)用降低定時(shí)分辨率的方式，來改善垂直分辨率，這通過計(jì)算及顯示多個(gè)順序樣點(diǎn)的波形串平均值來實(shí)現(xiàn)。除波形串平均技術(shù)本身會(huì)發(fā)生低通濾波外，它還對(duì)信號(hào)應(yīng)用一個(gè)唯一的FIR 平滑濾波器，對(duì)頻響進(jìn)行整形，優(yōu)化垂直分辨率。
與以前的技術(shù)不同，4 系列5 系列MSO 先從12 位6.25 GS/s ADC 輸出入手，在ASIC 上實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)。
另外，為改善用戶體驗(yàn)，采集標(biāo)志會(huì)顯示分辨率位數(shù)，活動(dòng)通道的垂直標(biāo)志表明-3 dB 帶寬。4 系列5 系列MSO 中的High Res 采集模式提供了表2所示的性能。注意示波器通道和任意相連探頭提出的模擬帶寬限制會(huì)進(jìn)一步降低表2 所示的帶寬。
表2. MSO4 和MSO5 系列示波器加強(qiáng)型高分辨率模式對(duì)照表
4、示波器的采樣率
對(duì)于當(dāng)今嵌入式系統(tǒng)調(diào)試來說，混合信號(hào)已經(jīng)非常普遍，最近幾年數(shù)字信號(hào)的速度越來越快，工程師對(duì)數(shù)字信號(hào)處理能力要求越來越高，很多工程師糾結(jié)是不是購(gòu)買專用的邏輯分析儀來進(jìn)行高速數(shù)字信號(hào)處理。這里有個(gè)問題，市面上很多的示波器都名字為混合信號(hào)示波器MSO, 為什么不能用這類儀器來數(shù)字信號(hào)處理呢？
我們來確認(rèn)下這個(gè)問題，當(dāng)前市面上的MSO 確實(shí)有數(shù)字信號(hào)處理能力，可以選配16 路數(shù)字信號(hào)采集，也具有一定的分析功能，但是仔細(xì)確認(rèn)發(fā)現(xiàn)其數(shù)字信號(hào)采樣能力有很大的限制。一般一臺(tái)示波器如果模擬通道的采樣率可以做到5GS/s，而其數(shù)字通道的采樣率只有200MS/s，市面上最高數(shù)字采樣率到500MS/s。大家都知道采樣率對(duì)信號(hào)還原，尤其對(duì)偶發(fā)異常信號(hào)捕獲的重要性，所以就目前的市面的MSO 系列混合信號(hào)示波器來說，會(huì)對(duì)測(cè)試的結(jié)果存在疑慮。
泰克新一代示波器MSO4/MSO5 系列示波器基于泰克全新的TEK049 平臺(tái)打造，大大提升了其信號(hào)采集及處理速度，每條模擬及數(shù)字通道都可以設(shè)定高達(dá)6.25GS/s 采樣率。讓我們來看看新一代示波器MSO4/MSO5 和傳統(tǒng)混合信號(hào)示波器的測(cè)試對(duì)比。
由圖6 可以看出，對(duì)于現(xiàn)在越來越快的數(shù)字信號(hào)調(diào)試，需要更高的采樣速率捕獲數(shù)字信號(hào)細(xì)節(jié)，如果采樣率不夠就如圖7 所示會(huì)丟失信號(hào)的細(xì)節(jié)，甚至還會(huì)顯示完全錯(cuò)誤的信息。
圖6. 不同采樣速率對(duì)數(shù)字信號(hào)細(xì)節(jié)還原對(duì)比
5、探頭的選擇與設(shè)置至關(guān)重要
探頭的作用至關(guān)重要，為實(shí)現(xiàn)測(cè)量的最優(yōu)結(jié)果，必須進(jìn)行折衷，特別是在進(jìn)行高精度測(cè)量時(shí)。有時(shí)示波器標(biāo)配的無源探頭并不是實(shí)現(xiàn)最佳精度的解決方案。
（1）選擇適當(dāng)衰減比的探頭
