淺談DSP在DSA70000系列示波器中的應(yīng)用

　泰克 DSA70000 新型示波器采用了一系列創(chuàng)新的數(shù)字信號處理（DSP）技術(shù)，以增強(qiáng)頻率和相位響應(yīng)、通道匹配性、探頭系統(tǒng)性能、信噪比表現(xiàn)及其他重要技術(shù)特性，從而令整個(gè)示波器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)均隨之受益。為了對儀器硬件的固有性能作出補(bǔ)充，泰克投入了大量精力來開發(fā)這些 DSP 技術(shù)。
　　增強(qiáng)通道性能——優(yōu)化響應(yīng)
　　基于 DSP 的通道性能增強(qiáng)是 DSA70000 系列性能的重要基石。該系列中的每個(gè)型號也因此得以實(shí)現(xiàn)非常平坦的頻幅響應(yīng)和相位線性。
　　在理想情況下，示波器的頻幅響應(yīng)可在其帶寬覆蓋的整個(gè)頻域內(nèi)保持恒定。DSA70000 系列產(chǎn)品利用了 DSP 消除不規(guī)則的頻幅響應(yīng)——亦即波峰和波谷，使其在整個(gè)帶寬范圍內(nèi)保持均衡的相應(yīng)狀態(tài)。
　　這樣帶來的好處顯而易見：DSA70000 系列的每個(gè)型號都能在其擁有的整個(gè)帶寬范圍內(nèi)獲得突出的測量精度。以 12 GHz 的 DSA71254 為例，該設(shè)備在捕捉頻率為 10 GHz 的信號時(shí)所能達(dá)到的信號精度與捕獲100 MHz頻率的信號時(shí)所具備的信號精度基本相同，且信號保真度在整個(gè)頻率范圍內(nèi)保持不變。而該系列旗艦產(chǎn)品 DSA72004 在 20 GHz 帶寬條件下所提供的響應(yīng)特性與DSA71254 在其額定帶寬范圍內(nèi)所能提供的相應(yīng)特征也別無二致。
　　DSA70000 系列的頻率衰減特性同樣也因 DSP 而得到增強(qiáng)。此處的目標(biāo)是控制響應(yīng)的衰減速度，以求在保持瞬時(shí)響應(yīng)和降低帶外噪音之間取得最佳的優(yōu)化平衡。衰減太慢會使更多的高頻噪聲進(jìn)入測量頻帶。衰減太快則會削弱信號的頻率以至于影響信號的精確度和瞬變的平滑度。 DSA70000 系列運(yùn)用的 DSP 技術(shù)既能夠非常精確的控制衰減程度，同時(shí)又可以兼顧抑制噪音和瞬時(shí)響應(yīng)之間的優(yōu)化平衡關(guān)系。正是這一特性成就了DSA70000 系列產(chǎn)品的超高信號保真度。
　　通道匹配
　　DSA70000 系列從 DSP 技術(shù)中獲得的另一優(yōu)勢是通道匹配。該系列包括 4 通道的型號，頻率范圍從 4 GHz 到 20 GHz。DSP 控制調(diào)整每個(gè)通道的響應(yīng)性能，經(jīng)過校準(zhǔn)，每個(gè)通道都具有同樣理想的響應(yīng)特性。因此任何 DSA70000 系列示波器中的每個(gè)測試通道都能和儀器中其他的通道之間實(shí)現(xiàn)高度匹配，而且這一匹配程度要比沒有 DSP 輔助時(shí)的匹配度高得多，而且四個(gè)通道的步進(jìn)響應(yīng)實(shí)際上完全一致。對基于多線串行技術(shù)的設(shè)計(jì)進(jìn)行偽差分測量或者是通道間測量時(shí)，這一性能非常有價(jià)值。
　　該系列產(chǎn)品所具有的同樣重要的另一個(gè)特性是在 DSA70000 系列中任何型號設(shè)備中的單一通道都能和同型號示波器中的任何一個(gè)通道實(shí)現(xiàn)精確匹配——無論這些通道是在同一個(gè)儀器內(nèi)還是在全球任何地方的多個(gè)儀器內(nèi)。這樣，即使在不同的地方采用不同的儀器測量，同樣可確保測試的可重復(fù)性。
　　探頭也獲得 DSP 技術(shù)的提升
　　DSP 也是 DSA70000 系列探測信號通路的一部分，它使示波器能夠充分發(fā)揮高性能差分探頭及其高帶寬可分離探針?biāo)哂械男阅軆?yōu)勢。
　　探頭所擁有的 DSP 性能作為名義上的濾波均衡器，專用于探頭路徑上，這樣能夠把探頭更緊密而有效地整合到示波器系統(tǒng)中。此舉亦可確保探頭和示波器一起工作時(shí)仍可實(shí)現(xiàn)最平坦的頻率響應(yīng)。通過一個(gè)簡單的菜單選擇，用戶能夠把系統(tǒng)所有的性能優(yōu)勢直接拓展到探針上，例如包括水平頻幅、線性相位、減少的帶外頻率，以及保持瞬時(shí)響應(yīng)等等。
　　結(jié)論
　　泰克 DSA70000 系列的推出標(biāo)志著 DSP 技術(shù)的應(yīng)用不再局限于以往對示波器中帶寬的拓展功能。
　　強(qiáng)大的 DSP 工具是該系列各型號的標(biāo)準(zhǔn)配置。DSP 增強(qiáng)功能從改善噪聲特性到優(yōu)化探頭性能等各個(gè)環(huán)節(jié)賦予示波器增強(qiáng)的性能優(yōu)勢。對于必需對高速設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行可重復(fù)精確測量才能取得成功的工程師來說，這些正是 DSA70000 的獨(dú)特價(jià)值所在。另外，同時(shí)推出的超高性能數(shù)字熒光示波器DPO70000 系列也擁有上述的 DSP 特性和性能。
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