R&S RTO1024数字示波器易用性评测

与很多产品传统的参数表格模式不同，这个框图的布局跟示波器正常工作过程的流程是一致的，并且将参数设置环绕在对应单元的旁边，这对于基本功不扎实的新手十分有帮助，能减小选错配置的可能性。我相信大家常常会碰见不小心选错了输入阻抗（50 ohms选到了1M ohms，甚至选到了GND）导致测量信号不正确，或者是没有搞清楚Offset和Position的区别，导致ADC被饱和。那么这种完整给出原理图的界面就会减小犯这些错误的概率。这个界面还有个妙处，就是将标签页与标签页之间的联系也表现出来了，注意看上图中偏右侧的部分，可以看到一个Acquisition按钮，点击它和点击顶上的Acqisition标签页一样都能转向Acquisition界面。这样，各个子系统之间的关系也表现出来了。

接下来我们就来看看的Acquisition界面。

这个界面所展现出来的一个很重要的优势在于，这台示波器对每个通道可以同时显示当前通道在三种测量模式（普通模式，峰值检测，高分辨率）下的波形，同时每个波形还允许套用一个自选的波形算法（比如对于峰值检测模式，就可以套用一下包络检测或者幅度解调，直接将每个时间点下的峰值包络抽取出来）。再强调一下，以上计算和显示都是同时的，是对同一信号采取不同波形算法计算显示的波形，便于更好的理解区分不同波形算法的含义。结合前面高自由度的波形显示界面，这些结果都能够同时显示在屏幕上，主次分明，一览无余。使用者再也没有必要到处寻找复杂的菜单在各种抽取算法或者波形算法中设置相应算法。

2、硬件

好的软件界面需要靠好的硬件支撑，比如上面同时显示一个通道的三种采样模式外加三种波形算法的示例，如果没有强大的算法硬件加速能力，而是交给CPU软件计算实现的话，处理速度非常慢，基本是无法实现的。

当然，硬件的强大更多体现在一些指标性的东西上，比如噪声幅度等。然而，就像笔者前面说的，本文的主旨是从易用性角度分析这台示波器，所以与易用性无关的硬件改良我就先不涉及了。

2.1、全带宽下输入灵敏度仍然可以达到1 mV/div

有人可能会觉得，一上来就提了个似乎和易用性关系不大的硬件参数。然而，正是这个指标的提升，使得很多小信号的测量变得十分简单。

以前，将示波器调整到较高的灵敏度时，往往会暴露几个通病：有的是纯数字放大，不提升信噪比；有的会自动限制带宽，高频信号一下子就消失了；有的则显现出了糟糕的基线漂移。

输入灵敏度能提高，就需要有高增益的模拟信号放大器，而放大器增益变高，其带宽就很容易受限制；除此之外小信号测量时的噪声水平也是个关键。这些限制正是产生上面这些通病的原因。而罗德施瓦茨的这台RTO则真正把这些限制都突破了，实现了全带宽下1 mV/div的输入灵敏度。所以现在，测量小信号时，几乎不需要考虑任何的优化，直接将输入灵敏度调到最高即可。笔者认为这正是对易用性的极大提升。

2.2、基于数字下变频的快速傅立叶变换

各位可能有过这样的经历：打开示波器的频谱分析功能，为了提高频谱的分辨率（Resolution Bandwidth, RBW）而在不减小采样率的情况下尽可能延长采样时间，直至内存占满，然后开始漫长的等待，过了十几秒钟终于看到频谱刷新了一帧。频谱分析处理速度之慢，不能实现快速测试分析。

通过基于硬件加速的数字下变频功能，RTO将内部频谱分析采用DDC和overlap FFT先进技术，快速准确分析信号细节。数字下变频的加入以及相应的性能提升确实让该示波器的频谱分析功能变得十分实用。更值得一提的是，由于这一切都是基于实时的信号采集，信号的瞬态时域信息都被采集下来了，所以这并非一台示波器和一台频谱仪的简单结合，而是一台能够在时域和频域进行协同混合分析的设备，与泰克的混合信号示波器侧重点不同，但却有着异曲同工之妙。

下图是一张频谱分析功能的演示，采样率是10 GSa/s，对应的Nyquist频率范围就是DC - 5 GHz （不过，当前这台示波器的标称带宽是2 GHz，RTO系列最大能到4 GHz），设定的RBW最小可以达到300 KHz（这个数值是很多真正的频谱仪的默认值，在当前这个频率范围下已经相当实用）。上述这些设置，在传统的示波器上，，刷新速率是相当慢。但是在RTO上，却能够做到准实时刷新，配合小信号模式下较低的Noise Floor （RBW = 300 KHz时，Noise Floor在-95 dBm左右），甚至可以在一定程度上代替实时频谱仪。

2.3、10 GSa/s的单核ADC带来的纯净频谱

大家都知道，高速ADC的一种常见结构是将多个模拟带宽较高，但是采样率较低的Time interleaved ADC 连接在一起，彼此错开一点时间进行采样，实现较高的采