1、示波器的兩種反應特性的反應特性會對信號的波形有所影響，并轉變信號升高時光的計算。當pentium 4進千兆赫時代后，serial ata及pci express等高速接口或也間續超越了gbps，挑選適當的探針固然是一件重要的事，但挑選合適的示波器也是不行欠缺的工作。測量波形從輸入經過采樣和信號處理顯示在屏幕上，同時保存數據。一旦挑選了不適當的示波器，波形就可能變形。尤其在測量像pci express高速串行接口的波形時，不僅要衡量采樣頻率及帶寬，還必需對示波器的反應特性有所認知。比如，在測量十分陡峭的信號變幻時，會由于示波器反應特性的差異而有所不同。反應系統分為兩大類示波器的反應特性泛指從輸入

2、端的銜接頭到畫面顯示囫圇測量系統的“傳遞特性”。通常可以分為高斯(gaussian response)型反應系統和磚墻(brick-wall response)型反應系統兩大類。磚墻型反應系統也稱平坦反應型(flat response)。要區別或比較這兩類系統的差異，最容易的辦法就是看“-3db頻率特性”及“步級(step)波形的反應”這兩個基本參數。常用的模擬示波器屬于高斯型反應系統，其頻率特性會在右肩端緩慢下滑，而步級波形的輸入即使再陡峭，也不簡單產生波形失真，即不會產生步級波形眨眼的前沖(preshoot)、波形后的過沖(overshoot)或波形上下震驚的振鈴(ringing)等現象。

3、在測量短過渡時光的數字信號時，這是很抱負的特性。模擬示波器必需將輸入端輸入的數mv極小信號經過幾級的放大電路，變換成數百mv的電壓，以確保足夠驅動crt顯示。這些放大電路的頻率反應特性正是高斯型的。而在測量高速串行接口的波形時，普通采納實時采樣方式的寬帶數字示波器，這類示波器多采納磚墻反應型的應答系統。磚墻反應型的應答特性又稱“最高平坦應答”，在頻帶內頻率響應極為平坦，而到了頻帶外的轉降(roll-off)時，信號相當陡峭。像這樣抱負的頻率特性，在頻帶內的信號振幅是不會有衰減現象發生的。超過頻帶之外，信號振幅就成為零。與高斯反應示波器相比，磚墻反應型示波器還是有幾個缺點：對于輸入步級波形的反應

4、，簡單浮現前沖或過沖波形示波器升高時光較長，換言之，就是反應比較慢這里所說的示波器升高時光，是指步級輸入對應到輸出波形的升高時光。這個時光越短，代表示波器越能忠實地呈現出從輸入銜接器端測量到的波形。因此，示波器升高時光就是其高頻特性的代名詞。同時，數字信號的升高時光，普通是指從低位階遷移到高位階的時光。通常指信號位階10%90%的升高遷移時光，而對于高速數字通信來說，大多是指20%80%的時光遷移。下面這兩個數學式可用來估算磚墻反應型及高斯反應型示波器的升高時光：磚墻反應型示波器的升高時光(ns)=0.45/帶寬(ghz)高斯反應型示波器的升高時光(ns)=0.35/帶寬(ghz)，抱負上應當

5、是0.338/帶寬(ghz)舉例來說，一個帶寬為6ghz的示波器，高斯反應型示波器的升高時光約為58ps，而在目前主流的同等帶寬磚墻反應型示波器的升高時光約為70ps。盡管磚墻反應型示波器的升高時光略遜一籌，實時采樣的寬帶數字示波器機種主要還是采納磚墻反應型的應答特性。認真探索起來，主要的內在理由有二。其一，是要回避輸入信號與輸出信號電壓振幅的誤差，由于高斯反應型示波器在頻帶內的振幅誤差太大。從圖2所示兩種示波器的頻率響應圖可以看出它們在這方面的優劣。假設輸入信號帶寬為1ghz，采樣頻率4ghz，由圖2所示可看出，高斯反應型示波器的頻率特性在右肩緩慢下滑，尤其在超過帶寬1/3的頻帶領域，波形顯

6、然衰減，即信號誤差大。提高采樣頻率 抑制混淆現象高速數字示波器選用磚墻反應型的另外一個重要緣由，是要回避或盡量減小圖形混淆(aliasing)現象。用法數字示波器測量高速信號時，會產生圖形混淆現象，主要由于在重臨采樣的高速信號時，某些信號混入了不須要的波形。這些混入的信號頻率成分會對本來的信號波形造成失真，嚴峻的話還會引起測量誤差。圖形混淆現象多數發生在模擬數字轉換器的延續信號中，含有超越尼奎斯特(nyquist)頻率的成分，也就是采樣頻率的二分之一。這個成分在尼奎斯特頻率領域內折返，浮現在示波器測量帶寬內。從頻率特性圖中可以清晰看出，磚墻反應型示波器的圖形混淆影響微不足道。同樣條件下，能夠顯

7、然看出超越尼奎斯特頻率2ghz的領域中，幾乎沒有信號，可以抑制混淆現象的發生。另外，假如以20ghz、10ghz與5ghz三種不同的采樣頻率測量一個周期2.2ns、升高時光約90ps的波形，會得到不一樣的結果。采樣頻率越低，升高時光的實際測量值越長，波形越不能忠實地展現。目前高速串行接口測量所用法的實時采樣寬帶數字示波器，高性能的機種所搭載模擬數字轉換器的采樣頻率高達20ghz左右。普通為了降低圖形混淆現象發生，高斯反應型示波器采樣頻率需是輸入信號的46倍，而磚墻反應型示波器僅需2.5倍。通常狀況頻帶都低于1ghz，因此大多采納高斯型反應系統，而高于1ghz的儀器則大多采納磚墻反應型系統。表2

8、所示是兩種反應型示波器的優缺點對照。按照性能要求挑選示波器那么，如何來挑選最適合的示波器呢？有4個容易的步驟：算出測量信號的最高頻率成分fmax。即信號頻率成分的上限，可以通過測定信號的升高時光計算出來。假設升高時光由20%遷移到80%，可利用(0.4/信號升高時光)的數學式估算其約略值，而非挺直從數據傳輸速率來估算。以當紅的第三代總線pci express來說，多數狀況下其升高時光約為100ps。挑選示波器的反應特性。即在高斯型反應系統與磚墻反應型系統內挑選一個合適的，普通測量高速串行接口或總線的應用多數挑選后者。必需掌握須要的輸入帶寬。它與升高時光的測量誤差有關。有一家儀器公司做過的試驗：

9、若磚墻反應型系統允許3%的誤差，帶寬可以用(1.4×fmax)來計算；誤差若抑制在10%，用(1.2×fmax)來計算；20%的容許誤差時，則用(1.0×fmax)來計算。估算最低的采樣頻率值。該數值會利用到上面的帶寬值，就磚墻反應型示波器來說，最低需要(2.5×帶寬)。利用上面四點可以解釋一個案例：升高時光100ps的數字信號，其fmax為4ghz，挑選磚墻反應型示波器，假定升高時光的誤差局限于3%，那么輸入信號的帶寬為5.6ghz，因此，采樣頻率最低也需要14ghz。若采樣頻率14ghz應用在高斯型反應系統時，輸入的帶寬就變成3.5ghz，可以測量的信號升高時光為220ps，與磚墻反應型系統比差了一半。