32GHz带宽实时示波器技术揭秘（五）

　　去嵌入或加嵌入技术

　　随着电路系统的体积越来越小，电路密度越来越高，封装越来越高级，信号速度越来越快，电路材料FR4却因成本原因一直被采用，均衡技术 （和加重、去加重技术）只能解决接收端如何尽可能正确恢复信号的要求。在很多时候，我们需要更多的数学处理技术来完成高质量的测试，比如：

　　去嵌入：去掉信号路径中所有因素的影响；

　　去插入损耗：去掉信号路径中插入损耗因素的影响；

　　加嵌入：考虑增加一段信号路径后带来的影响；

　　虚拟探头：用虚拟的高阻探头来测电压波形；

　　参考测量面移动：实际可测点和想测的点位置不同，考虑数学方法实现测量参考面的移动。

　　以上的数学处理技术，一般用去嵌入或加嵌入来统称，但也有其它不同的表述方式，实现方法或复杂或简单，但基本上是要求提供信号路径的S参数，如图6，一个脉冲码型发生器产生3Gbps的伪随机信号，用一根6米长的电缆来连接到示波器以便测试。长电缆对高频信号是有损耗的，如图6左面波形所示，101010这样的高速序列信号幅度往往被衰减，图6右边采用去嵌入技术对信号进行补偿，你会发现信号幅度被补偿回来。从左图波形到右图波形，中间关键是找到那个传递函数，而在实际工作中，是借助S参数来实现的，长电缆的损耗体现在S参数上，主要是S12。

图6 去嵌入技术的核心是传递函数的确定，实现的方法则是借助仿真或实测的S参数

　　加嵌入和去嵌入是相反的过程，我们可以考虑直接连接被测对象的测试结果，然后再在被测对象和示波器间加上一段长电缆，如何推算出加一段电缆之后的测试结果？图7给出了一个例子，只要提供这根电缆的S参数即可，图的左边显示的是传递函数，右边则是脉冲响应和阶跃响应，频域工程师可能喜欢看左边的图，时域工程师则可能喜欢右边的图，从右边的图可以直接看出该电缆带来的时间延迟是15.2ns.

图7 加嵌入的核心也是传递函数的确定，实现的方法也是借助仿真或实测的S参数

　　因为嵌入和去嵌入技术的核心部分是S参数的引入，有两个概念，一个是实际测量到的波形，可能是在要测的被测点测到的，也可能是在距离想测的点一定距离处测得的，另一个是仿真波形或数学处理后的波形，后者是前者引入S参数仿真出的结果。实际测到的信号一定无可避免示波器的本底噪声也在其中，引入S参数后的后续数学处理是对实际测试信号的放大或缩小，因此无可避免同时处理了示波器本底噪声，磷化铟示波器因其本底噪声很小，则不用过分担心是否将无法剥离的示波器本底噪声放大了，从而怀疑测量结果的可信度。

　　回到篇首，磷化铟示波器的出现，到底在哪一方面得到实质性突破？我们可以看出其本底噪声和本底测量抖动底的极大改进，使得各种数学处理软件在高频信号分析时更具意义，包括眼图测量、均衡、去嵌入、加嵌入等技术，否则，若示波器硬件本身的误差已经不可忽视，再经过各种数学处理分析后被放大，其误差便可能直接影响测量结果的可信度。像眼图测试的例子，实际上也许你的被测对象应该是通过测试的，但因为示波器自身误差大，反而告诉你测量结果不通过。当然，这里要强调一下，本文的所有讨论，只对高速被测信号有意义，如果测量的信号速度不高，便没有这些差异性。