选择合适的示波器进行高速电路调试和验证

另外一方面，数字存储示波器在ADC以后就是全数字化处理，所以带宽的提升仅受限于可变增益的前置放大器带宽和ADC的速率。随着技术的进步，现在，泰克 TDS6154C是业界真实模拟代宽最高的数字存储示波器，达到12.5GHz(3dB)。由于超高高带宽示波器系统设计中，宽带放大器是其中的核心部分，目前的主流设计都采用每一个通道独立的硬件放大器设计方法，这样保证每一个通道的性能没有限制。当每一个通道放大器的设计带宽不足时，有些示波器通过DBI技术利用示波器每一个通道6GHZ的低带宽放大器在不同的频段“拼接”在一起，在某一个通道上达到超过6GHZ的带宽，例如3个通道的6GHZ频段“拼接”后达到18GHZ带宽。从DBI技术实现的方法可以明显看出它的优点和相应的缺陷，最明显的优势是利用多通道的低带宽合并为单通道超过10GHZ的高带宽，在示波器设计中成本最高的放大器和ADC均采用低速设计，非常有利于控制成本。由于DBI技术本质上首先经过将信号频率分配到不同的通道，通过相对低速的ADC进行采样，最后通过DSP技术将这些包含不同分量的频率数字“拼接”，它会导致以下几个限制。

1. 通道数限制：当使用不同通道时带宽不同，3通道或4通道使用时仅仅提供6GHZ带宽，ADC采样率也有限制。

2. 频谱“拼接”错误：从幅频特性图可以看出，每一个频率“拼接”点都有明显的非线性，当被测信号的频谱分量在该区域时，示波器时域显示的波形会出现波形失真。

3. 波形捕获率低： 由于DBI技术需要软件处理和“拼接”数字频域的波形，数据量比较大时波形处理和显示速度非常低。

4. 功能限制：当DBI打开时，虽然单通道带宽和ADC提升，但是触发系统的带宽无法通过DBI技术提升，最大仅为800MHZ，另外示波器的外参考输入，垂直灵敏度的精细调整等功能都会由于DBI打开而受限。

数字存储示波器在触发系统上也有很大的进步。从结构框图上可以看到，数字示波器的触发系统是完全独立的一个以模拟电路为主的电路。高性能的触发系统好比是照相机的快门，可以帮助测试人员准确定位信号行为。针对各种特殊信号的特点，数字存储示波器可配备毛刺触发、欠幅脉冲触发、过渡时间、通讯触发、串行触发、窗口触发、状态触发、码型出发和总线触发等多种高级触发模式。泰克的Pinpoint?触发系统是当前全业界最先进的触发系统，在边沿触发和高级触发中使用完全的SiGe技术，所以触发灵敏度都可到达到很高的水平，例如TDS6124C这款仪器，边沿触发和高级触发的灵敏度都可以同时达到 3div@9GHz。这个双触发系统辅以触发延迟设置和触发重置，几乎可以不受限制地设置触发模式。

数字存储示波器有了这些特性，在带宽性能可以远高于较模拟实时示波器；在触发和采样的配合下，数字存储示波器对单次信号（低重复概率信号）的捕获能力有巨大提升；对于信号的测试和分析能力也今非昔比……但是，在增强了对单次信号的捕获、分析能力以后，也引入了难以避免的弱点，这主要体现在波形捕获率和单调的显示能力上。以下我们来说明一下这些弱点：

数字存储示波器的结构上已经决定，它必然工作在一种串行模式下——信号经过调理，进入ADC采样；ADC的采样数据在触发系统的控制下送入采集内存；采集内存存满以后，波形数据被送到计算机系统；微处理器根据用户需求，对这些数据进行处理、计算、分析；最后波形和分析结果被显示在显示器上（滚动模式下工作流程略有不同，这里不做详细描述）。在这个过程中：从信号调理、触发监控到ADC采样，几乎是实时的，不会影响工作效率；而数据从采集内存传到计算机系统、微处理器的处理、计算过程、最终的显示，都会因为示波器的构架不同而影响其实时性。其中最关键的部分是微处理器的处理过程。我们都知道，流行的示波器采样率都会在每秒数十吉（GS/s），没有任何一个通用的微处理器可以实时处理这样的数据流，所以示波器微处理器的处理方式只能是“抓取一段、慢慢处理、控制显示”，然后重复。这样，在其“慢慢处理”的时间中，示波器将不能监视波形，这也就是我们所说的“死区时间”，在死区时间内发生的事件，是不会显示在屏幕上的。为了衡量数字存储示波器的死区时间占到总观测工作时间的比例，我们引入“波形捕获率”的概念，也就是示波器可以连续提供的每秒种内捕获并显示的波形个数。此处的“波形”指一次触发采集的全部信息。试验证明，业界波形捕获率最高的高性能（带宽1GHz以上）数字存储示波器，大概波形捕获率在8000次左右，其捕获波形的总体时间大约占到总观测时间的1～2％，也就是说：全部信号的98％