等效時間采樣示波器與實時示波器有什么不同?

   　選擇等效時間采樣示波器還是實時示波器，以往主要是看帶寬要求 ;而現在隨著高性能儀器的 問世，這種區別越來越模糊。本文將討論各類示波器對輸入波形進行采樣的原理，并說明它們 的觸發要求。文末對每種示波器的優點進行了總結。

　　實時示波器

　　用作 ADC 的實時示波器

　　實時示波器有時也 稱為“單次”示波器，每次觸發時將會捕獲一個完整波形。 換言之，它在一個連續記錄中會捕獲大量數據點。為了更好地理解這種類型的數據采集，我們可以把它想象成一臺速度極快的模數轉換器 (ADC)，其采樣率決定了采樣間隔，而存儲器深度則決定了將會顯示的點數。為了捕獲各種波形，ADC的采樣率需要明顯高于輸入波形的頻率。這個采樣率最高可以達到256GSa/s， 決定了帶寬現在擴展到110GHz

　　觸發實時示波器

　　實時示波器可以根據數據本身的特征觸發，通常是在輸入波形的幅度達到某個閾值時發生觸發。這時，示波器開始將模擬波形異步轉換為數字數據樣點，轉換速率與輸入波形的數據速率無關。該轉換速率稱為采樣率，通常來自內部時鐘信號。如圖 1所示，示波器對輸入波形的幅度進行采樣，將采樣值保存到存儲器中，然后繼續進行下一次采樣。觸發器的主要任務是為輸入的數據提供一個水平時間參考點。

　　等效時間采樣示波器

　　每次進行一次采樣

　　等效時間采樣示波器有時也簡稱為“采樣示波器”，它只測量采樣瞬間波形點的 瞬時幅度。與實時示波器不同的是，它只在每次觸發時對輸入信號進行一次采樣。 示波器在下一次觸發時會增加一個小時延，然后進行下一次采樣。想要獲得的樣 本數量決定了重現波形所需要的波形周期數。測量帶寬由采樣頭的頻率響應決定， 目前可以擴展到80 GHz 以上。相比實時示波器，等效時間采樣示波器的觸發和后續采樣有一些非常明顯的區別。

　　采樣方法

　　最重要的是，等效時間采樣示波器需要一個顯式觸發器才能工作，而且該觸發器需要與輸入數據同步。該觸發器通常由用戶提供，但在某些情況下，也可以通過硬件時鐘恢復模塊來獲得觸發信號。采樣流程如下：一個觸發事件啟動對第一個樣本的采集，然后示波器重新準備好等待下一個觸發事件。重新準備的時間約為 25μs。下一個觸發事件啟動第二次采集，并在對第二個數據 點采樣之前添加精確的增量時延。該增量時延的大小由時基設置和采樣點數量決定。如圖2所示，重復執行這個流程，直到完成整個波形的采集。

　　觸發等效時間采樣示波器

　　有兩種方法可以觸發等效時間采樣示波器，分別得到兩種數據顯示格式：比特流或眼圖。通過查看信號中的單個比特，用戶可以了解系統中的碼型依賴關系，但在比特數量較大時不允許使用高分辨率。為了查看比特流，觸發器只能在輸入碼型周期內發射一次脈沖，并且必須在每個事件的比特碼型中處于同一相對位置。 然后，示波器對輸入信號進行采樣，在下一個觸發事件發生時添加增量時延，然后對比特流進行采樣，直到采集完整個波形。如果要在等效時間示波器上查看比特流，您必須有一個重復波形，否則需要使用實時示波器。顯示比特流波形的觸發過程如圖3所示。

　　實時示波器的優點

　　-能夠顯示一次性瞬態事件

　　-無需顯式觸發器

　　-不需要重復的波形

　　-直接測量周期間抖動

　　-長記錄長度/深存儲器

　　-非常適合用于故障診斷

　　等效時間采樣示波器的優點

　　- 采樣率較低，支持分辨率更高的

　　ADC 轉換

　　-更大的帶寬

　　-更低的本底噪聲

　　-更低的固有抖動

　　-可以包含前端光模塊

　　- 能以更低的成本實現解決方案