选择合适的示波器进行高速电路调试和验证

在调试中，工作效率除了体现在快速发现问题、准确定位问题和精确测量外，仪器的易用性也十分重要。现代示波器的功能越来越丰富，性能也日益强大，其操作也变得越来越复杂。为了让调试人员专注于设计本身而不是测试仪器，DPO专门设计了用户自定义操作界面的MyScope（我的示波器）和Windows风格的鼠标右键弹出菜单功能。MyScope使示波器操作人员可以根据自己的使用风格和操作习惯，自由地将操作按钮组合成自己需要的操作界面。这样，MyScope操作面板可只包含用户需要的按钮，而其它不用的功能可以被完全忽略掉——于是用户将不再在众多复杂的菜单列表里寻找自己需要的功能——只要简单地打开“我的示波器”操作界面即可。更加简便的是，MyScope的自定义过程是完全的图形界面操作，您无须编写script，使用鼠标拖拽即可。

鼠标右键的弹出菜单，是用户操作时，可以在显示界面的特定位置（如测量结果、采集状态、通道标号、触发方式等等）上点击鼠标右键，即有与该位置所指示的参数相关的设置菜单弹出。熟悉 Windows风格的用户可以使用这一功能，几乎只用一只鼠标就可以完成所有的示波器操作，效率倍增。

从以上几点我们可以看到：采用 DPX技术的DPO平台示波器和传统示波器相比，快速采集能够最快最可靠地发现问题；Pinpoint硬件实时触发系统能够更精确地定位问题；FastFrame快采、自动测量、数学运算、FIR滤波器等功能可以从各种角度分析问题；同时，MyScope、鼠标右键弹出菜单等可以提高操作效率，降低工作复杂程度。这些都让DPO数字荧光示波器成为当今业界功能最强大、效率最高、分析能力最强的调试工具。

下一章中，我们将介绍使用DPO数字荧光示波器进行信号的验证。

第三章 使用实时数字荧光示波器进行验证——捕获和分析

验证（Verification），就是测试设计是否和它对应的各种标准（行业标准或者自定义标准）相符，以及有多少冗余量。验证和调试，是示波器的主要用途。

在使用示波器进行调试时，我们关心的主要指标是：

波形捕获率——决定仪器能够多快发现故障

触发系统——决定仪器能够多精确地定位故障

分析能力——决定仪器能够从波形里提取出多少有用信息。

而在使用示波器进行验证时，我们更关心的指标是：信号保真度——决定采集的样点是否能够真实反映信号特性；采样率和内存深度——决定单次捕获可以以多快的速度以及抓取多少样点供验证测试；分析工具——决定深入分析的程度和准确性。

信号保真度是一个比较复杂的问题，涵盖了示波器的带宽、采样率、内插、抖动噪底、本底噪声、时间测量精度、探头系统等多个方面。业界对此的讨论很多，也有很多相关文章，所以本文不再做详细分析，只强调示波器的频率响应对验证的影响。

频率响应，在示波器指标上反映为带宽和上升时间。带宽表征的是示波器的稳态响应能力，而上升时间是瞬态相应。经验上，带宽和上升时间（10～90％）的乘积是一个常数，这个常数和示波器的放大器模型有关。如高斯响应的放大器模型，这个常数是0.35；而高性能的示波器放大器模型比较复杂，该常数一会在 0.4~0.55之间。当然，从用户的角度看，这个常数应该越小越好：常数越小，则表示相同的带宽（稳态响应）下，该示波器的上升时间更快，也就是说瞬态响应更好；而上升时间一样的情况下，乘积小的示波器需要的带宽会相对低一些——而对示波器，带宽和价格是正比的，也就是说乘积小的示波器性价比更高。

我们验证测试对象一般都是脉冲（非正弦）信号，如通信信号、串行总线信号、高速脉冲信号、调制信号等等，所以示波器的瞬态响应相比起来更加重要。泰克DPO示波器在相同带宽下，能提供最快的上升时间，对于瞬态信号的测试非常有帮助。

另外一方面，高带宽示波器的不同设计结构，也会影响到验证测试的正确性、精度和速度：

近几年示波器带宽不断高速提升，如何在提升带宽的同时，保证带内幅度响应的平坦和相位响应的线性，成了一个重要的问题。有经验的工程师都知道，要完全从硬件入手，是不可能得到理想的平坦幅度响应和线性相位响应的。所以在高性能示波器的放大器技术中，各大示波器生产商都在使用软件提升带宽和优化响应的DSP技术。DSP技术的使用，确实能得到比较理想的幅度和相位响应，但是它并不是有利无害的。下图是示波器对阶跃信号的响应，蓝色为完全的模拟响应，而红色是 DSP处理后的响应。

DSP 提升、修正幅度和相位响应后，示波器可以更加精确地测量上升时间、眼图冗余等指标，有利于对数字通信信号、计算机总线信号等的验证测试。但是从红色的波形可以看到：虚线框部分，我们叫做“预过冲”，是一种不存在于现实信号中“假波形”，是由DSP处理产生出来的失真——对于阶跃信号来说，没有理由当上升能量还没有产生时，波形就开始振荡。所以当使用示波器测量高速脉冲、激光脉冲或类似信号时，DSP的处理就不再是测试人员期望的了——失真的波形错误指示了各个时间点的物理行为。

当然，DSP还有其它一些问题，如过驱动的信号的错误显示、较低的数据吞吐速度、DSP之前的原始数据无法导出等。所以当用户需要观测过驱动信号（如脉冲顶端的过冲细节）、需要使用示波器采集的原始数据做自定义分析（如激光脉冲测量）或者需要较高的处理速度时，都要求示波器不使用DSP功能。

泰克在所有2.5GHz带宽以上的DPO中都使用了DSP的频响修正和通道匹配功能，DPO72004还有DSP的带宽提升功能。但是泰克公司也深知DSP功能的利弊，所以在其它公司“悄悄”使用DSP功能时，泰克唯一让用户有了“知情权”和“控制权”，即用户可以知道示波器是否正在使用DSP功能，同时还可以根据需要打开或者关闭DSP提升功能。这样，如进行需要示波器原始采集数据的脉冲测试，用户可以选择关闭DSP功能；而进行串行信号一致性测试时，泰克建议可以打开DSP功能。