示波器的带宽
对于USB2.0信号的测试,需要多少带宽?对于PCI-E G2信号的测试需要多少带宽?对于电源测试,需要多少带宽?对于1000Base-T信号的测试,需要多少带宽?对于10Gbps的背板测试,需要多少带宽? …… 我们常要回答这些问题。 下面的三条规则就是我们的回答。
1, 首先取决于您需要测试的信号类型及您希望的测试准确度。
2, 对方波信号,最重要的因素是上升时间。任何一方波信号都可以通过傅立叶变换分解成N次的谐
波能量之和。N等于多少时,被测信号的能量就接近为零?这取决于上升时间!这在Peter的白皮书中也有非常详细讨论。
3, 对串行数据信号而言,数据比特率和上升时间是最重要的两个因素。有一个非常好的评估准则是:
示波器的带宽 > 1.8 X 信号比特率. 在这个准则下,如果被测信号的上升时间>20%UI,那么1.8关系的带宽能捕获信号能量的99%. 下面的图表给出了不同的上升时间和带宽之间的关系。


图13,5MHz时钟信号在6GHz、1GHz和200MHz等不同带宽时的测试波形对比


基于上面的原则,我们就很好理解为什么有些客户会用6GHz的示波器测试100MHz的时钟,但又用6GHz的示波器测试3.125Gbps的XAUI信号。
大家知道,对于USB2.0一致性测试,USB-IF规范一开始要求的带宽是4GHz的示波器,因为那时候是只有一家示波器公司先发布这个测试软件包。所以那时候 USB2.0很火的时候,这家公司的4GHz示波器很火,但等到其它两家的USB2.0都发布的时候,USB-IF把这个规范标准降为2.5GHz的示波器,但等到另外一个非主流的第四家示波器厂商也搞出USB2.0的软件包的时候,USB-IF把这家1.5GHz带宽的示波器也认了。这其实只是说明了这家公司的公关能力蛮强的,也说明国外的权威标准组织也是讲政治的。对于USB2.0信号的测试,多少带宽的示波器的合适的呢?

图16,1GHz带宽时测试USB2.0 high speed信号的上升时间

图17,3GHz带宽时测试USB2.0 high speed信号的上升时间
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