准确测量微弱信号

对于 10 mV/div 以下的测量设置，示波器通常会降低测量带宽，以便尽可能降低迹线噪声。R&S®RTO 的不同之处在于：即使在最高灵敏度设置下，它也能提供全带宽，并使用有效位数 (ENOB) 大于 7 位的模数转换器将信号数字化。

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您的任务

尽管移动设备尺寸越来越小，功能越来越多，但用户仍然期待这些设备拥有超长续航能力。优化功耗是这些设备的最大设计挑战之一。当传输高速率数据时，为了尽量降低功耗，电源电压需要尽可能低。因此，一般使用符合低电压差分信号 (LVDS) 标准的低摆幅信号进行传输。低振幅信号在数模转换器和放大器等设备的模拟和混合信号电路中也很常见，且这些设备因上述原因而使用极低的电压。在高垂直灵敏度下，传统示波器无法显示此类信号的全带宽测量波形。这些示波器难以或无法捕获到高保真的信号，而 R&S®RTO 很好地解决了这个问题（见图 1）。

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测试与测量解决方案

用于测量高频信号的有源探头的衰减比通常为 10:1，将已经很微弱的信号振幅降至信号源的十分之一。测量电压摆幅为 350 mV 的 LVDS 信号时，示波器输入端的电压仅为 35 mV。垂直刻度需要设为 40 mV/div 或 4 mV/div 以优化显示该信号（见图 2）。通过使用输入放大器，R&S®RTO 示波器可以低至 1 mV/div 的输入灵敏度运行，进而充分利用模数转换器的完整动态范围。其他示波器则使用软件放大信号振幅，因此只使用了模数转换器的较小动态范围。此外，R&S®RTO 示波器的固有噪声极低，无需通过降低输入带宽来进一步降低固有噪声。它可以在所有输入灵敏度范围内实现全带宽精确测量。

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单核模数转换器实现高动态范围

信号数字化精度的标准是模数转换器的有效位数 (ENOB)。高速数字总线的微弱信号振幅对动态范围的要求更为严格。高带宽数字示波器一般使用 8 位模数转换器。这些转换器一般由多个慢速、时间交织的转换器拼接而成。由于多个转换器间的行为不一致，拼接的转换器数量越多，产生的误差也越大。R&S®RTO 示波器突破了此类局限。R&S®RTO 上 10 Gsample/s 的模数转换器使用单核架构，也就是说，单核转换器直接将采样的模拟信号转化为 8 位数字信号。这种单核架构最大程度地减少了信号失真，并实现了七位以上的有效位数（见图 3）。示波器测量信号的准确性同样取决于示波器相对于信号频率的带宽大小以及前端的固有噪声。正因如此，罗德与施瓦茨在开发 R&S®RTO 示波器的过程中始终实施严苛的设计要求。我们的付出得到了回报：示波器的固有噪声在同类仪器中最低，即便在最高灵敏度设置下也能获得准确、稳定的结果（见图 4）。