一般來講，當(dāng)用示波器在低于10 mv/div的檔位進行測量時，通常會通過限制測量帶寬的方法將噪聲 盡可能地壓低。而r&s®rto卻不同：它甚至可以在最敏感的小信號檔位提供全帶寬，并且用超過7位有效位的 a/d 轉(zhuǎn)換器來進行信號量化。
圖 1：r&s®rto 示波器甚至在垂直方向靈敏度達 1 mv/div 情況下也可提 供全帶寬測量。
1 您的任務(wù)
移動設(shè)備在變得越來越小的同時功能卻越來越多，客戶還期望電池使用時間能更長一點。降低耗電量是此類裝置設(shè)計中面臨的最大考驗。盡量保持低壓供電，以便在高速數(shù)據(jù)傳輸情況下將耗電量降至最小。因此設(shè)計中大量采用了低擺幅信號與低壓差分信號 (lvds) 。低擺幅度信號在模擬和混合電路中也很普遍，與前面所述原因相同，如 d/a 轉(zhuǎn)換器和放大器中也使用了低電壓信號。傳統(tǒng)示波器在高垂直靈敏度下，不能提供全帶寬測試此類信號，這樣會使高精度測量非常難或者不可能完成– r&s®rto現(xiàn)在可以幫助解決這一問題（見圖 1）。
2 測量測試解決方案
用于測量高頻信號的有源探頭通常采用 10:1的分壓，這會將原來的小信號的幅度壓低到原來幅度的1/10。當(dāng)測量電壓擺幅為 350 mv 的 lvds 信號時，示波器只輸入了35 mv 的電壓擺幅。示波器的垂直刻度應(yīng)設(shè)定為 40 mv/div或4 mv/div 以便優(yōu)化信號顯示（見圖 2）。r&s®rto示波器具備高性能的模擬前端放大器，可將靈敏度調(diào)至 1mv/div，充分利用 a/d 轉(zhuǎn)換器的全部動態(tài)范圍。其他示波器使用軟件放大，僅僅放大了信號在屏幕上的顯示比例， 但實際僅僅利用了 a/d 轉(zhuǎn)換器的一小部分，測量誤差巨大。另外，由于r&s®rto 示波器的本底噪音很低，也就無需通過采用限制輸入信號帶寬的辦法進一步降低噪聲， 在最高的靈敏度設(shè)置下可以做到全帶寬精確測量。
圖 2：此圖顯示一個 500 mbit/s lvds 全帶寬信號（黃色）以及采用有源 探頭探測到的 500 mhz 和 250 mhz 的過濾信號（白色為其蹤跡）。垂直 分辨率為 40 mv/div （基準(zhǔn)單位：4 mv/div ， 源于探頭 10:1 的衰減 率）。
3 基于單核 a/d 轉(zhuǎn)換器的高動態(tài)范圍
真正衡量信號數(shù)字量化精度的指標(biāo)是 a/d 轉(zhuǎn)換器的有效位數(shù) (enob)。尤其是信號幅度小速度快的數(shù)據(jù)總線對動 態(tài)范圍有著更嚴(yán)格的要求。高帶寬數(shù)字示波器常采用 8位 a/d 轉(zhuǎn)換器。這些轉(zhuǎn)換器通常由多路慢速、交織工作 的轉(zhuǎn)換器和復(fù)用器組成。然而，由于各個轉(zhuǎn)換器性能并不統(tǒng)一，集成的轉(zhuǎn)換器越多，發(fā)生誤差的概率越高。 r&s®rto 示波器不受這些限制。r&s®rto 采用了單 核結(jié)構(gòu)的 10 gsample/s 轉(zhuǎn)換器，由一個單核的轉(zhuǎn)換器將 采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換為 8 位數(shù)字信號。單核結(jié)構(gòu)減小 信號失真并可獲得高于 7 位的有效位（見圖 3）。信號 的測量精度也取決于與信號頻率相關(guān)的示波器帶寬和前端的內(nèi)部底噪聲。
圖 3：r&s®rto 示波器采用 a/d 轉(zhuǎn)換器高度一致的 enob，確保精確顯示和最大動態(tài)范圍。
這就是為什么在 r&s®rto示波器開發(fā)中采用最嚴(yán)格的設(shè)計要求的原因。努力終有回報：在同類儀器中，哪怕把靈敏度調(diào)到最高，我們的 r&s®rto 示波器內(nèi)部噪聲都是最低的，可以提供最準(zhǔn)確穩(wěn)定的測試結(jié)果（參見圖 4）
圖 4：內(nèi)部底噪聲低，垂直輸入靈敏度甚至可達 1 mv/div。