快速简便验证示波器测量系统的系统带宽-云帆兴烨

测量系统的带宽是其最重要的指标，作为态势感知的一部分，我们希望验证测量系统的带宽至少比DUT的信号带宽高2倍，这样就不会错过信号的重要特征或引入测量误差。

虽然我们可以从示波器供应商处获得示波器的带宽参数，但只要我们在示波器上加上线缆、探头或放大器，就会降低系统带宽。新的系统带宽与示波器的带宽一样重要，但除计量校准实验室外，通常很难测量。我们提供了一种使用宽带噪声源评估任何探测系统的传递函数和系统带宽的简单方法。

测量传递函数

当使用单个参数（如带宽）来描述传递函数时，我们做了很多假设，例如：传递函数看起来像低通滤波器，通带区域是平坦的，滚降区域是从平坦过渡到恒定的下降斜坡。我们可以使用另一个参数，如滤波器阶数，来描述传递函数随频率下降的速度，图1显示了与信号源最小连接的示波器传递函数的示例。

有许多方法可以测量测量系统的传递函数，不幸的是，使用VNA不是其中之一，除了无源电缆和探头之外，我们希望能够将示波器放大器和示波器中内置的DSP均衡功能包括在内，除了在计量校准实验室中，我们无法将这些部件拉出来并将VNA从输入端连接到输出端。

但是，我们可以使用具有平坦频率响应的正弦信号源，从1MHz到10GHz扫频，并在不同的频率下，测量正弦波的幅度。这需要非常平坦的高带宽正弦波源。

可以使用非常快的阶跃信号作为输入，如果这是10MHz时钟的一部分，则其频谱将是10MHz奇数倍的峰值呈梳状图案，但是，每个谐波的幅度下降为1 / f，因此在更高频率下信噪比（SNR）更差，因此我们对传输函数的滚降更感兴趣。

我们在这里介绍的方法使用了Noisecom NC1100宽带噪声源，其频率分量从1 MHz可以扩展到> 10GHz，使用最高带宽连接到示波器测量，在力科WavePro HD 804示波器的输入端测量此信号，计算其FFT以获得频谱，并将其作为参考，然后我们接入电缆和探头并测量响应的变化。

在幅度对数坐标上，失真频谱和参考频谱之间的差异仅是线缆探头系统传递函数的度量，这种方法不仅为提供了有关探头和互连的信息，而且还告诉我们示波器如何响应测量系统，这些信息不能由VNA单独测量。