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上卷 数字示波器原理3

第1章 示波器背景和被测对象3

1.1示波器背景3

1.2示波器的主要应用分类3

1.3电子信号4

1.4时钟信号和数据信号频谱的差异6

1.5时钟信号和数据信号的五次谐波点幅度7

参考文献10

第2章 数字示波器硬件结构原理11

2.1数字示波器硬件架构11

2.2单片80 G/s采样电路原理13

参考文献14

第3章 数字示波器信号保真度和波形重建15

3.1数字技术的发展推动数字示波器性能的提升15

3.2探头系统对被测信号的影响和发展16

3.3数字示波器的体系结构及其带宽和频响17

3.4数字示波器模数转换器ADC的采样和波形重建19

3.5数字示波器高精度测量的要求小结21

参考文献21

第4章 理解示波器的抖动测量本底和本底噪声22

4.1示波器抖动测量本底22

4.1.1固有抖动22

4.1.2抖动测量本底22

4.1.3长期抖动23

4.1.4抖动验证24

4.1.5抖动测量本底小结25

4.2示波器的本底噪声25

4.2.1本地噪声简介25

4.2.2噪声的定义和测量25

4.2.3测量噪声峰峰值27

4.2.4使用探头测量噪声29

4.2.5在噪声条件下进行测量29

4.2.6观察“胖”波形30

4.2.7本底噪声小结31

参考文献32

第5章ADC的性能指标和数字示波器有效位ENOB指标33

5.1 ADC的性能指标33

5.2数字示波器的有效位指标35

5.3 ENOB的定义和测量36

5.4如何提高示波器的ENOB37

参考文献38

第6章 示波器波形更新速率及其处理技术39

6.1波形捕获率的概念39

6.2 DPO原理40

6.3 MegaZoom原理42

6.4 FPGA技术在示波器数字信号处理中的应用42

6.5总结44

参考文献44

第7章 数字示波器的触发技术45

7.1触发的作用45

7.2触发器简单工作原理45

7.3触发释抑46

7.4边沿触发46

7.5边沿再边沿触发46

7.6边沿转换时间触发47

7.7毛刺触发47

7.8码型和状态触发47

7.9脉冲宽度触发48

7.10矮电平触发48

7.11建立时间和保持时间触发49

7.12超时触发49

7.13窗口触发50

7.14视频触发50

7.15条件限定触发50

7.16串行和协议触发51

7.17 InfiniiScan触发51

7.18多级触发53

参考文献53

第8章 数字示波器的波形参数测量、数学运算、直方图分析和FFT变换54

8.1示波器波形测量简介54

8.2波形测量关键点54

8.3电压和时间参数的测量55

8.4示波器中的数学运算56

8.5示波器中的直方图分析57

8.6示波器中的FFT变换58

参考文献60

第9章 示波器探头技术61

9.1探头的负载效应61

9.2探头的类型63

9.3有源探头64

9.4有源探头附件67

9.5探头及附件准确度验证69

9.6典型的示波器探头介绍71

参考文献77

下卷 数字示波器的典型应用81

第10章 抖动测量和分析81

10.1抖动的定义及与相位噪声和频率噪声的关系81

10.2抖动成分的分解及各个抖动成分的特征和产生原因82

10.2.1随机抖动82

10.2.2确定性抖动82

10.2.3周期性抖动和子速率抖动83

10.2.4数据相关抖动83

10.2.5占空比失真84

10.2.6使用浴盆曲线和双狄拉克模型预估总体抖动84

10.3高级抖动溯源分析方法85

参考文献86

第11章 眼图测量和分析87

11.1眼图概念87

11.2眼图模板89

11.3眼图测试对仪器的要求90

11.4眼图测试中的时钟恢复90

11.5眼图参数的定义92

11.6有问题眼图的调试96

参考文献98

第12章 均衡测量和分析99

12.1均衡需求背景99

12.2均衡简介99

12.3前馈均衡101

12.4判决反馈均衡101

12.5前馈均衡与判决反馈均衡的比较102

12.6连续时间线性均衡102

12.7小结103

参考文献103

第13章 嵌入和去嵌入测量和分析104

13.1线性器件/系统和非线性器件/系统的区别104

13.2 S参数的含义106

13.3嵌入和去嵌入基本概念107

13.4用InfiniiSim进行嵌入和去嵌入处理109

13.5 DDR2去嵌入测量实例113

参考文献115

第14章RapidIO测试思路和方法116

14.1 RapidIO总线的出现及其体系结构和应用116

14.2 RapidIO信号完整性测试及其最必要的波形参数测试117

14.3 RapidIO互连通道测试120

14.4 RapidIO接收性能和误码率测试122

14.5 RapidIO协议层调试123

14.6小结124

参考文献124

第15章PCIe 3.0 Tx信号品质一致性测试方法和步骤125

15.1 PCIe 3.0 Tx一致性测试点125

15.2 PCIe 3.0 Tx一致性测试仪器和附件要求126

15.3 PCIe 3.0 Tx一致性测试仪器连接126

15.4让被测件产生测试码型127

15.5使用InfiniiSim工具嵌入封装参数128

15.6使用Sigtest软件进行波形参数分析，并生产测试报告，判断结果128

参考文献129

第16章 从物理层到协议层的USB 2.0一致性测试方案130

16.1概述130

16.2 USB 2.0基本规范130

16.3 9000系列示波器概述132

16.4基于9000示波器的USB 2.0物理层测试133

16.5基于9000示波器的USB 2.0协议层测试135

16.5.1 USB 2.0的协议触发135

16.5.2 USB 2.0的协议解码136

16.6小结137

参考文献137

第17章DDR信号完整性测量138

17.1 DDR 1&2&3信号完整性测试分析技术探析138

17.1.1 DDR 1&2&3总线概览138

17.1.2 DDR 1&2&3时钟总线的信号完整性测试分析139

17.1.3 DDR 1&2&3地址、命令总线的信号完整性测试分析141

17.1.4 DDR 1 & 2&3数据总线的信号完整性测试分析142

17.1.5小结144

17.2 DDR3总线信号完整性测试需要关注的事项145

17.2.1探测145

17.2.2读写信号分离145

17.2.3自动化一致性测试146

17.2.4调试146

17.3 DDR2和DDR3 BGA探头适配器的加工安装方法147

参考文献148

第18章 数字视频接口测量150

18.1数字视频接口背景简介150

18.2 DVI&HDMI数字视频接口及测量151

18.2.1 DVI&HDMI总线简介151

18.2.2 HDMI一致性测试标准152

18.2.3 DVI&HDMI测试内容和测试方法153

18.2.4 HDMI测量方案156

18.2.5 BitifEye软件——自动化HDMI接收器测试157

18.3 DisplayPort数字视频接口及测量158

18.3.1 DisplayPort的设备分类159

18.3.2 DisplayPort的技术特点159

18.3.3 DisplayPort的未来160

18.3.4 DisplayPort的测试160

18.3.5 DisplayPort的Source测试161

18.3.6 DisplayPort的完整测试方案164

18.4 MHL数字视频接口及测量164

18.4.1 MHL技术简介165

18.4.2 MHL一致性测试内容165

18.4.3 MHL源一致性测试方法167

参考文献169

第19章 千兆以太网一致性测量170

19.1简介170

19.2 10M/100M/1000M以太网测试内容170

19.3 10M/100M/1000M以太网测试码型173

19.4 1 0M/ 1 00M/ 1000M以太网测试方法175

19.5 10M/100M/1000M以太网回波损耗测量177

参考文献178

第20章10Gbase-T物理层一致性测试方法179

20.1概述179

20.2示波器测试部分182

20.2.1最大跌落测试182

20.2.2抖动测试183

20.2.3发射时钟频率测试184

20.3频谱仪测试部分185

20.3.1发射器线性度测试185

20.3.2发射器功率频谱密度186

20.3.3发射器功率电平188

20.4网络分析仪测试部分189

20.5小结190

参考文献190

第21章 用示波器进行宽带雷达信号的矢量分析191

21.1前言191

21.2宽带雷达分析仪192

21.3线性调频雷达矢量分析193

21.4巴克码雷达矢量分析195

21.5小结197

参考文献197

第22章 用便携式示波器进行低速串行总线的测量198

22.1用便携式示波器进行低速串行总线测量的宏观思路198

22.1.1背景简介198

22.1.2硬件解码198

22.1.3自动搜索和导航功能198

22.1.4多总线分析199

22.1.5使用分段存储器以捕获多个串行总线数据包200

22.1.6探测差分串行总线201

22.2 MIL-STD-1553B总线简介及测试方法201

22.2.1 1553总线简介201

22.2.2 1553总线的技术特点201

22.2.3 1553总线的测试方法204

22.2.3.1总线的触发和解码204

22.2.3.2总线的眼图和模板测试205

22.2.3.3测试仪器的选择206

22.2.3.4 1553总线的未来207

22.3 I2C总线简介及测试方法207

22.3.1集成电路间总线（I2C）简介207

22.3.2使用MSO的触发特性调试I2C总线系统207

22.3.2.1 I2C触发特性208

22.3.2.2内容触发：在特定地址值和数据值的读写帧上触发209

22.3.2.3 EEPROM数据读触发209

22.3.2.4 I2C总线启动和停止触发210

22.3.2.5 I2C总线重新启动触发210

22.3.2.6 I2C总线确认丢失触发210

22.3.2.7 10位写入触发211

22.3.2.8硬件加速解码：更快地查找和调试间歇性串行总线错误和信号完整性问题211

22.3.2.9彩色编码212

22.4 SPI总线系统测试和调试212

22.4.1串行外设接口简介212

22.4.2 SPI总线调试212

22.5 CAN总线系统测试和调试214

22.5.1控制器局域网简介214

22.5.2使用MSO的触发特性调试CAN总线系统215

22.5.2.1 CAN触发特性216

22.5.2.2规定波特率216

22.5.2.3触发信号包括CAN_ H， CAN_ L， Rx或Tx216

参考文献217

第23章 用示波器进行开关电源测量218

23.1开关电源原理简介218

23.2开关电源测量考虑219

23.3自动偏移校正和 U1880A偏移校正夹具220

23.4功率设备分析220

23.5输入线路分析221

23.6调制分析222

23.7输出分析222

23.8打开时间/关闭时间分析224

23.9瞬时响应分析224

23.10生成报告224

参考文献226

第24章 电源完整性测试，调整解调器绝对延时测量，示波器在逻辑分析仪计量中的应用，DAC设置时间、上升和下降时间测量227

24.1电源完整性测量，电源纹波噪声测量227

24.2调制器和解调器绝对延时测试方法228

24.2.1调制器绝对延时测试方法228

24.2.2解调器绝对延时测试方法229

24.3示波器在逻辑分析仪计量的应用230

24.4 DAC设置时间、上升时间和下降时间的测量233

参考文献234