宽带示波器对一些数字信号的测试应用

由于芯片、材料和工艺技术带来的示波器带宽和采样率的快速提升，使得宽带实时示波器开始在射频信号的测试中发挥关键的作用。实时示波器性能的提升使得其带宽可以直接覆盖到射频、微波甚至毫米波的频段，因此可以直接捕获信号载波的时域波形并进行分析。由于不需要对信号下变频后再进行采样，测试系统也更加简单，同时避免了由于下变频器性能不理想带来的额外信号失真。

对于雷达等脉冲调制信号来说，对于脉冲信号其宽度、上升时间、占空比、重复频率等都是非常关键的时域参数。当用宽带示波器已经把射频脉冲捕获下来以后，就可以借助于示波器里内置的数学函数编辑一个数学的检波器。包络波形得到后，借助于示波器本身的参数测量功能，就可以进行一些基本的脉冲参数测试。我们还可以借助于示波器的 FFT 功能得到信号的频谱分布，借助示波器的抖动分析软件得到脉冲内部信号频率或相位随时间的变化波形，并把这些结果显示在一起。通过这些波形的综合显示和分析，可以直观地看到雷达信号的变化特性，并进行简单的参数测量。

在雷达等脉冲信号的测试中，是否能够捕获到足够多的连续脉冲以进行统计分析也是非常重要的。现代的高带宽示波器里都支持分段存储模式。所谓分段存储模式是指把示波器里连续的内存空间分成很多段，每次触发到来时只进行一段很短时间的采集，直到记录到足够的段数。很多雷达脉冲的宽度很窄，在做雷达的发射机性能测试时，如果感兴趣的只是有脉冲发射时很短一段时间内的信号，使用分段存储就可以更有效利用示波器的内存。

除了雷达脉冲分析以外，借助于示波器自身的抖动分析软件或者矢量信号分析软件，还可以对超宽带的调频信号进行分析。在卫星通信或者导航等领域，需要测试其射频输出 (可能是射频或者 Ku/Ka 波段信号)相对于内部定时信号 (1pps或100pps信号)的绝对时延并进行修正。这就需要使用至少2通道的宽带示波器同时捕获定时信号和射频输出，并能进行精确可重复的测量。

高性能的实时示波器除了受ADC位数的限制造成谐波失真指标明显较差以外，其无杂散动态范围可以和中等档次的频谱仪相当，而底噪声、带内平坦度、绝对幅度精度、相位噪声等指标已经可以做到和中高档频谱仪类似。由于实时示波器明显的高带宽、多通道优势以及强大的时域测量能力，再加上改进了的射频性能指标，使得其在超宽带射频信号的测量、时频域综合分析以及多通道测量的领域开始发挥越来越重要的作用。