示波器帶寬越寬，能測(cè)量到的信號(hào)頻率越高，這是一個(gè)常識(shí)性的概念，但是這具體是什么原理呢，信號(hào)帶寬和示波器帶寬又有怎樣的關(guān)系呢？

很多時(shí)候，我們發(fā)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)偶爾有錯(cuò)誤，猜測(cè)可能是時(shí)鐘信號(hào)質(zhì)量的問(wèn)題，可是用示波器測(cè)試信號(hào)，發(fā)現(xiàn)信號(hào)波形也挺好的，沒有問(wèn)題。可是你是否知道，我們測(cè)量到的可能并不是真實(shí)的波形信號(hào)。

圖1是一個(gè)用500MHz帶寬示波器測(cè)試100MHz差分時(shí)鐘信號(hào)的波形結(jié)果，大家看是不是感覺波形還可以，沒什么過(guò)沖、毛刺。但我們將帶寬提升到1GHz是，得到的波形如圖2所示，我們就發(fā)現(xiàn)了信號(hào)中的過(guò)沖波形。

圖1  500M帶寬下的100M差分時(shí)鐘

圖2 1G帶寬下的100M差分時(shí)鐘

我們進(jìn)一步通過(guò)FFT分析，如圖3所示，可以很清楚的看到。500M帶寬情況下，100M的差分時(shí)鐘只有基波分量、3次諧波和5次諧波。

圖3  500M帶寬FFT分析結(jié)果

對(duì)比而言呢，如圖4所示，1G帶寬可以看到11次諧波。所以說(shuō)1G帶寬可以看到更加準(zhǔn)確真實(shí)的波形。

圖4 1G帶寬FFT分析結(jié)果

再舉一個(gè)極端的例子，我們輸入一個(gè)250M的差分時(shí)鐘信號(hào)，示波器帶寬為500M時(shí)，波形結(jié)果如圖5所示，從波形看來(lái)我們甚至可能以為這這個(gè)時(shí)鐘一個(gè)正弦波信號(hào)，而不是一個(gè)方波時(shí)鐘。

圖5  500M帶寬下的250M差分時(shí)鐘

而當(dāng)我們打開1G帶寬后，可以清楚的看到，這不是一個(gè)正弦波，如圖6所示。

圖6 1G帶寬下的250M差分時(shí)鐘

我們?cè)龠M(jìn)一步通過(guò)FFT分析，可以看出，500M帶寬下之所以會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)正弦波的形態(tài)，主要是因?yàn)槌嘶ㄍ猓渌钠娲沃C波都被過(guò)濾掉了，也就只剩下正弦波了，如圖 7所示。

圖7  500M帶寬FFT分析結(jié)果

而在1G帶寬下我們可以看到5次諧波，如圖8所示，這是因?yàn)槲覀?G帶寬余量是比較大的，所以1.25G的信號(hào)也能夠被采集到。

圖8  1G帶寬FFT分析結(jié)果

所以示波器帶寬越高，在高頻信號(hào)的測(cè)量上，可以提供更多的諧波信息，讓波形更接近真實(shí)信號(hào)。從波形分析的角度而言，如果只看波形的大概樣子，一般要求最少3次諧波，如果想要對(duì)信號(hào)質(zhì)量做分析或者比較嚴(yán)格的時(shí)序分析，一般建議要觀察到7次以上的諧波。也就是說(shuō)，如果要分析一個(gè)70-150M的方波信號(hào)，建議采用1G帶寬的示波器。

ZUS6104的1GHz帶寬，除了以上價(jià)值外，其另一個(gè)重要價(jià)值在于讓我們的以太網(wǎng)測(cè)試功能更加準(zhǔn)確。以太網(wǎng)分析功能是ZUS6104的一個(gè)高級(jí)功能，用于對(duì)以太網(wǎng)信號(hào)進(jìn)行眼圖等信號(hào)分析。得力于1GHz帶寬，5GSa/s采樣率，12bit分辨率讓測(cè)試更加準(zhǔn)確，結(jié)果更加可靠。

圖9  以太網(wǎng)分析功能

圖10  以太網(wǎng)一致性報(bào)告

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