许多公司乐意投入许多资金收购测验丈量仪器和设备。高速数字电路或体系规划团队往往会花费一大笔开支用于购买实时示波器。就像大多数仪器相同,仪器的功用或目标越高,比方示波器的带宽越高,价格也会越高。而需求高带宽实时示波器的公司一般也乐意付出高价钱,这是由于他们希望这样的示波器的丈量成果的确可以正确反映被测验目标的功用。带宽缺乏或精度不行的示波器,所测出的信号上升时刻是禁绝的,或测验可重复度很差,测出的信号颤动值比真实情况偏大等,这使得无法或过错评价规划冗余原本就不大的产品,添加本钱,推延项目或规划的商场投进时刻。可以确保丈量精度的高带宽实时示波器,会让购买者觉得物有所值或物超所值。
可是常被数字工程师忽视的一个问题是:示波器仅是整个丈量体系中的一部分或一个环节,一个丈量体系,除了示波器以外,还有和被测目标相衔接的同轴电缆、适配器或探头,同轴电缆、适配器、探头的带宽和丈量精度相同会成为影响整个体系丈量精度的重要因素,仅仅同轴电缆或适配的功用特性往往被忽视。
与示波器的价格比较,电缆的价格是很低的,乃至是可以疏忽不计的,但对高速丈量体系,电缆有或许成为影响丈量精度的重要因素。电缆带来的信号损耗不只影响体系带宽,频响平整度,还直接影响规划者的规划冗余。从整个电子规划职业的视点来看,现在企业在丈量时,处运用电缆或探头外,还或许运用其它衔接部件,包含开关(丈量多通道)、适配器和夹具。每一个部件都潜藏常被忽视的问题,包含损耗、频响曲线不平整等,这些问题在信号速度较慢的时分可以被疏忽不计,但当信号超越GHz后,就会影响要害的电气功用测验,带来测验自身的禁绝确,糟蹋数以十万计美元的出资。更为严重的是这一点往往被有意无意地疏忽。
S21插入损耗是衡量信号衰减的一项目标,对一根电缆而言,指的是信号通过电缆会发生必定的起伏衰减,并且这种衰减往往是跟着被测目标频率的改变而改变,因而,插入损耗一般指电缆对信号衰减程度与信号频率之间的联系曲线。在传输线理论中,S21是传输系数,以dB为单位,负值代表信号在传输过程中的损耗。假定电缆的特征阻抗、源端阻抗、负载阻抗都是匹配的,比方电缆特征阻抗(Z0)为50Ω,源和负载都是50Ω,只要在这种情况下,所测得的插入损耗才干代表所用电缆的真实情况。假如源和负载不完全匹配,就会发生反射,需求凭借除S21之外的其它参数来树立完好模型。
针对S21插入损耗,工程师有两种挑选计划。第一种是购买和运用高质量同轴电缆;但即便高质量同轴电缆也会因插入损耗而在某个频点以上开端丢失带宽,挑选这种计划基本上是源于工程师疏忽了电缆损耗,惋惜这也是工程师挑选最多的解决计划。第二种计划是对所运用的同轴电缆进行实践丈量,得出其频率响应(起伏和相位)曲线,然后用数字信号处理的办法补偿其带来的差错,这种办法的长处是工程师可以对每条电缆进行补偿,校对其插入损耗,不过这种计划有两个缺陷,首先是丈量和表征电缆需求时刻和经历,其次是或许犯错。
传统的示波器探头或电缆校准只对直流增益和时延做校准,基本上是不校对频响的 。现在许多高端示波器里都供给了S参数的去嵌入功用,即假如工程师可以供给运用的电缆或探头的的S参数,示波器里 可以对其进行频域的补偿。可是关于数字工程师来说,取得电缆的S参数是一个很大的妨碍,由于S参数的丈量一般需求凭借矢量网络分析仪,这是许多数字工程师不太熟悉的。一方面不太简单接触到,另一方面操作运用中也或许会犯错。因而实践情况下测验电缆的影响被有意或无意地疏忽掉,这是许多高速数字信号丈量失真或裕量不行的一个来历。