基于兩臺(tái)SDS3000示波器同步產(chǎn)生“8通道”的示波器

很多應(yīng)用場(chǎng)合需要4通道以上的示波器，但是市面上極大部分示波器最多只有四通道，而且沒(méi)有外部輸入的同步時(shí)鐘接口。 有什么快捷的方法獲得更多通道功能的示波器？

最簡(jiǎn)便的方法是:將兩臺(tái)示波器的輔助輸入信號(hào)作為觸發(fā)源，同時(shí)連接到相同的輸入信號(hào)，每臺(tái)示波器的另外四個(gè)通道都分別連接到不同的待測(cè)信號(hào)，這樣兩臺(tái)示波器就近似于等效的“8通道”示波器。連接示意圖如圖1所示。

圖1 兩臺(tái)示波器連接為近似8通道示波器

有些示波器沒(méi)有輔助輸入通道，或者使用輔助輸入通道不方便（輔助輸入通道在示波器屏幕上沒(méi)有顯示），那么可以使用示波器的某個(gè)通道作為觸發(fā)源，譬如兩臺(tái)示波器都用通道4作為觸發(fā)源，那么兩臺(tái)示波器就可以同步成近似7通道示波器，連接示意如圖2所示。

圖2 兩臺(tái)示波器同步為近似7通道示波器

上述同步方式是基于在相同的觸發(fā)源，相同的時(shí)刻觸發(fā)相同的信號(hào)，兩臺(tái)示波器是獨(dú)立的時(shí)鐘采樣系統(tǒng)，因此理論上存在一定的延遲。 如果使用可以采用外部時(shí)鐘源的示波器，那么將兩臺(tái)示波器的時(shí)鐘連接到相同的外部時(shí)鐘，可以獲得同步精度更高的8通道示波器。連接示意如圖3所示。

圖3 使用外部時(shí)鐘同步產(chǎn)生8通道示波器

問(wèn)題在于這種更高同步精度的方式需要高穩(wěn)定度的時(shí)鐘和高精度的功分器，使用起來(lái)不是很便捷。而使用前面的那種僅僅通過(guò)觸發(fā)來(lái)同步的方式，不同示波器測(cè)量相同信號(hào)的延遲是多少呢？ 我們用下面這個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。 實(shí)驗(yàn)證實(shí)，兩臺(tái)鼎陽(yáng)科技的智能示波器SDS3000使用相同觸發(fā)源方式同步產(chǎn)生7通道示波器，同步示波器通道之間的延遲平均值只有50ps左右。這對(duì)于ns級(jí)的時(shí)序測(cè)量是完全可以接受的。

SDS3000系列超級(jí)熒光示波器，最大帶寬為1GHz，采樣率4GSa/s，采用創(chuàng)新 的SPO技術(shù)，支持高刷新、256級(jí)波形輝度等級(jí)及色溫顯示、數(shù)字觸發(fā)和深存儲(chǔ)特性；采用Windows操作系統(tǒng)和10.1英寸觸摸屏；支持豐富的智能觸發(fā)、串行協(xié)議觸發(fā)和解碼；支持歷史采集（History）、順序采集（Sequence）和波形搜索（WaveScan）；具備豐富的測(cè)量和數(shù)學(xué)運(yùn)算功能；支持16路數(shù)字通道；集成25MHz DDS信號(hào)發(fā)生器。是一款性能先進(jìn)的高端示波器。

測(cè)試方法如下：輸入具有快速上升沿的脈沖信號(hào)，通過(guò)功分器把信號(hào)輸入到示波器的各通道。其中兩臺(tái)示波器對(duì)應(yīng)的CH1~CH4通道信號(hào)均來(lái)自同一個(gè)功分器。圖4為功分器連接兩臺(tái)SDS3000示波器的模型：

圖 4 功分器連接示波器示意圖

圖中脈沖信號(hào)為1KHz、5VPP，正脈寬為50us，上升時(shí)間為8.4ns。信號(hào)從第一級(jí)功分器到示波器各通道所經(jīng)過(guò)的同軸電纜均等長(zhǎng)。這樣就保證了進(jìn)入示波器的信號(hào)是無(wú)延遲的。兩臺(tái)型號(hào)相同的示波器且觸發(fā)源均設(shè)置為CH1，因此當(dāng)脈沖信號(hào)發(fā)出后，兩臺(tái)示波器也應(yīng)該同時(shí)觸發(fā)。我們使用了三個(gè)功分器測(cè)試兩臺(tái)示波器前兩個(gè)通道的偏差情況。圖5為功分器與示波器的實(shí)物連接圖。

圖5 二級(jí)功分器連接示波器

圖中示波器設(shè)置如下：所有通道阻抗均設(shè)置為50歐，觸發(fā)源為CH1，測(cè)量參數(shù)選擇Skew(C1,C2)同時(shí)開(kāi)啟統(tǒng)計(jì)和直方圖功能。測(cè)量結(jié)果如圖6、圖7所示：

圖 6 示波器1測(cè)量結(jié)果

圖 7 示波器2測(cè)量結(jié)果

從圖6、圖7的多次平均的測(cè)試結(jié)果來(lái)看，兩臺(tái)示波器的測(cè)試結(jié)果均在50ps內(nèi)。50ps已經(jīng)在示波器通道間偏差的規(guī)格范圍內(nèi)。因此從結(jié)果來(lái)看，兩臺(tái)示波器的延遲非常小，達(dá)到可以忽略的程度。