浅谈DSP在DSA70000系列示波器中的应用

　泰克 DSA70000 新型示波器采用了一系列创新的数字信号处理（DSP）技术，以增强频率和相位响应、通道匹配性、探头系统性能、信噪比表现及其他重要技术特性，从而令整个示波器数据采集系统均随之受益。为了对仪器硬件的固有性能作出补充，泰克投入了大量精力来开发这些 DSP 技术。
　　增强通道性能——优化响应
　　基于 DSP 的通道性能增强是 DSA70000 系列性能的重要基石。该系列中的每个型号也因此得以实现非常平坦的频幅响应和相位线性。
　　在理想情况下，示波器的频幅响应可在其带宽覆盖的整个频域内保持恒定。DSA70000 系列产品利用了 DSP 消除不规则的频幅响应——亦即波峰和波谷，使其在整个带宽范围内保持均衡的相应状态。
　　这样带来的好处显而易见：DSA70000 系列的每个型号都能在其拥有的整个带宽范围内获得突出的测量精度。以 12 GHz 的 DSA71254 为例，该设备在捕捉频率为 10 GHz 的信号时所能达到的信号精度与捕获100 MHz频率的信号时所具备的信号精度基本相同，且信号保真度在整个频率范围内保持不变。而该系列旗舰产品 DSA72004 在 20 GHz 带宽条件下所提供的响应特性与DSA71254 在其额定带宽范围内所能提供的相应特征也别无二致。
　　DSA70000 系列的频率衰减特性同样也因 DSP 而得到增强。此处的目标是控制响应的衰减速度，以求在保持瞬时响应和降低带外噪音之间取得最佳的优化平衡。衰减太慢会使更多的高频噪声进入测量频带。衰减太快则会削弱信号的频率以至于影响信号的精确度和瞬变的平滑度。 DSA70000 系列运用的 DSP 技术既能够非常精确的控制衰减程度，同时又可以兼顾抑制噪音和瞬时响应之间的优化平衡关系。正是这一特性成就了DSA70000 系列产品的超高信号保真度。
　　通道匹配
　　DSA70000 系列从 DSP 技术中获得的另一优势是通道匹配。该系列包括 4 通道的型号，频率范围从 4 GHz 到 20 GHz。DSP 控制调整每个通道的响应性能，经过校准，每个通道都具有同样理想的响应特性。因此任何 DSA70000 系列示波器中的每个测试通道都能和仪器中其他的通道之间实现高度匹配，而且这一匹配程度要比没有 DSP 辅助时的匹配度高得多，而且四个通道的步进响应实际上完全一致。对基于多线串行技术的设计进行伪差分测量或者是通道间测量时，这一性能非常有价值。
　　该系列产品所具有的同样重要的另一个特性是在 DSA70000 系列中任何型号设备中的单一通道都能和同型号示波器中的任何一个通道实现精确匹配——无论这些通道是在同一个仪器内还是在全球任何地方的多个仪器内。这样，即使在不同的地方采用不同的仪器测量，同样可确保测试的可重复性。
　　探头也获得 DSP 技术的提升
　　DSP 也是 DSA70000 系列探测信号通路的一部分，它使示波器能够充分发挥高性能差分探头及其高带宽可分离探针所具有的性能优势。
　　探头所拥有的 DSP 性能作为名义上的滤波均衡器，专用于探头路径上，这样能够把探头更紧密而有效地整合到示波器系统中。此举亦可确保探头和示波器一起工作时仍可实现最平坦的频率响应。通过一个简单的菜单选择，用户能够把系统所有的性能优势直接拓展到探针上，例如包括水平频幅、线性相位、减少的带外频率，以及保持瞬时响应等等。
　　结论
　　泰克 DSA70000 系列的推出标志着 DSP 技术的应用不再局限于以往对示波器中带宽的拓展功能。
　　强大的 DSP 工具是该系列各型号的标准配置。DSP 增强功能从改善噪声特性到优化探头性能等各个环节赋予示波器增强的性能优势。对于必需对高速设备和系统进行可重复精确测量才能取得成功的工程师来说，这些正是 DSA70000 的独特价值所在。另外，同时推出的超高性能数字荧光示波器DPO70000 系列也拥有上述的 DSP 特性和性能。