При чувствительности менее 10 мВ/дел осциллографы обычно сужают полосу измерения, чтобы обеспечить как можно более низкий уровень помех на кривой. В отличие от них прибор R&S®RTO обеспечивает полную полосу пропускания даже для самых чувствительных настроек: сигнал оцифровывается АЦП с эффективной разрядностью (ENOB) свыше семи.
Размеры мобильных устройств уменьшаются, а количество поддерживаемых функций увеличивается, но пользователи по-прежнему ожидают от них длительного времени работы от аккумулятора. Оптимизация энергопотребления — это одна из наиболее сложных задач при разработке таких устройств. Напряжения питания должны быть как можно меньшими, чтобы сократить до минимума энергопотребление при передаче данных с высокими скоростями. Используются сигналы с малой амплитудой согласно стандарту LVDS (низковольтная дифференциальная передача сигналов). Сигналы с малой амплитудой также широко применяются в цепях с аналоговыми и смешанными сигналами, таких как ЦАП и усилители, где очень низкие напряжения используются по вышеупомянутым причинам. Традиционные осциллографы неспособны отображать полную полосу пропускания для этих сигналов при высокой чувствительности по вертикали. Очень сложно или невозможно измерять сигналы с высокой достоверностью. Эту проблему теперь помогает решать прибор R&S®RTO (см. рисунок 1).
Активные пробники, используемые для измерения высокочастотных сигналов, обычно оснащаются делителем напряжения с отношением 10:1, который уменьшает амплитуду уже малых сигналов до значения, равного одной десятой напряжения источника. При измерении сигнала LVDS с амплитудой напряжения 350 мВ, на вход осциллографа подается только 35 мВ. Чтобы оптимально отображать этот сигнал, следует задавать вертикальный масштаб 40 мВ/дел или 4 мВ/дел (см. рисунок 2). Осциллографы R&S®RTO с включенными входными усилителями работают вплоть до полной чувствительности 1 мВ/дел и используют преимущества полного динамического диапазона АЦП. В других осциллографах применяется программный способ распределения сигнала по экрану. Поэтому используется только небольшая часть диапазона АЦП. Кроме того, собственный шум осциллографа R&S®RTO настолько мал, что он не требует дополнительного уменьшения посредством сужения входной полосы пропускания. Полную полосу пропускания можно использовать для точных измерений во всех диапазонах чувствительности.
Реальная точность оцифровки сигнала соответствует эффективному количеству разрядов АЦП (ENOB). В частности, малые амплитуды сигналов высокоскоростных цифровых шин обусловливают более жесткие требования к динамическому диапазону. 8-разрядные АЦП часто используются в широкополосных цифровых осциллографах. Такие преобразователи состоят из нескольких соединенных медленных преобразователей, работающих поочередно. Однако с увеличением числа объединенных преобразователей возрастают ошибки, возникающие из-за того, что поведение отдельных преобразователей не одинаково. В осциллографах R&S®RTO отсутствуют такие ограничения. Установленный в приборе R&S®RTO преобразователь с пропускной способностью 10 млрд отсчетов/с реализован с использованием одноядерной архитектуры. То есть одно ядро преобразует квантованный по времени аналоговый сигнал в последовательность 8-разрядных цифровых слов. Одноядерная архитектура минимизирует искажение сигнала и обеспечивает свыше 7 бит эффективной разрядности (см. рисунок 3). Точность представления измеряемого сигнала также зависит от полосы пропускания осциллографа в сравнении с частотой сигнала и собственного шума входного каскада. Поэтому при разработке осциллографов R&S®RTO строго выполнялись самые жесткие конструктивные требования. Усилия не пропали даром: наименьший в своем классе собственный шум осциллографов обеспечивает точные и стабильные результаты даже при самых чувствительных настройках (см. рисунок 4).
Сопутствующие товары
