什么是采样示波器？

什么是采样示波器？

示波器是一种电气测量设备，可将电信号（电压）的时间变化显示为波形。

采样示波器也称为等效时间采样示波器。通过改变采样点位置进行多次采样称为等效时间采样，用于捕获重复信号。

采样示波器前级没有衰减器或放大器电路，专门用于测量高速信号。

采样示波器的应用

示波器的基本用途是查看电信号的变化。除了电压之外，还可以测量温度、湿度、速度和压力等各种现象。

采样示波器的主要用途是测量高速电信号、测量光信号以及使用 TDR（时域反射计）进行阻抗测量。

通过使用 TDR，可以直接评估流经印刷电路板和连接它们的电缆的数字信号的质量（信号完整性）。它还用于测量LSI性能和分析缺陷。

采样示波器原理

数字示波器使用A/D转换器将测量到的电压转换为数字数据，存储在存储器中，并以波形形式显示在屏幕上。

输入部分由垂直电路和触发系统组成，在前级转换成合适的信号。然后，A/D 转换器以离散间隔对信号进行采样，并将其转换为数字值。

采样方法包括实时采样（一次获得波形记录）和等效时间采样（一次采样捕获一部分波形，并多次再现原始波形）。后者具有比实际采样周期高得多的时间分辨率，并且允许测量高速信号。

采样示波器仅支持等效时间采样。采样之后进行衰减/放大，将信号转换为较低频率并允许使用较低带宽放大器。因此，虽然支持较宽的频段，但动态范围（表示信号幅度范围的指标，最大值与最小值的比值）是有限的。

采样示波器的兼容标准

适用于捕获高速信号的采样示波器支持以下标准。

以太网：IEEE802.3ae规定的10Gb接口标准。

SDH/SONET：ITU-T 指定的 10Gb 接口标准。

OTN：ITU-T规定的基于光传输网络的通信标准。

光纤通道...ANSI 指定的10Gb 接口标准。

InfiniBand：用于存储控制器之间的超高速连接。有SDR/DDR/QDR/FDR/EDR标准，通信速度取决于捆绑的通道数量，但最高标准EDR可以达到300 Gbps。

CPRI...4G 之前一直是主流的通信标准。根据 LTE 带宽的不同，通信速率范围为 1.2288 Gbit/s 至 9.8304 Gbit/s。

采样示波器接口

示波器采样有两个主要接口。

差分电：利用两根线方向相反的电信号（原信号和原信号相位反转的信号）进行检测。

光：通过连接光模块/光传输设备，无需触发信号即可进行评估。

使用采样示波器的测量示例

使用采样示波器进行测量的一个例子是光学模块评估。

• 眼图分析：通过添加周期信号波形来分析眼图波形。
• 眼罩测试：通过上述眼图分析确认眼图是否具有各标准所要求的开口率。
• TDECQ 测量...PAM4 光信号质量的测量。