泰克DSA70000 系列实时示波器拥有多项创新的数字信号处理(DSP)技术。这些新型示波器将有限脉冲响应(FIR)滤波器功能整合到信号路径当中,从而能够满足各种任意滤波器以及尖端高速串行测量技术的要求,其中包括用于分析不可测信号的“虚拟测试点”技术。
DSP 滤波增强了测量性能,支持新型的测试
信号过滤这一技术由来已久,早在模拟电子路出现的早期它就已经初具雏形,当时的电路通常还是由不连续的电阻、电容和电感构成的。在当今的 DSP 领域中,滤波器已经演为一个通过数学过程来改变波形的形状(频率内容)的设备。但这一信号处理是通过数字方式来完成的,通过这一手段它能够在信号上执行从简单的乘法到复杂的微分方程等各类函数等各类操作。
与模拟滤波器相比,DSP 滤波器能够提供更高的精度、线性和稳定性。FIR 滤波器稳定且没有振动,而且可表现出线性相位响应,也就是说所有频率通过该滤波器都会具有相同的时间延迟,从而最大限度地减少失真。此外,FIR 滤波器冲激响应持续时间有限且可以计量,因此用户能够非常容易预测和控制其结果。
在很多的示波器应用测量当中,滤波过程扮演着非常重要的角色,它也可以在日益常见的高速测量中解决很多的问题。例如,滤波使工程师能够限制测试的带宽范围,从而在降低噪音同时能维持较高的时间分辨率。同样,滤波也能用于控制示波器对超出其频率上限的信号的衰减响应方式。
所有这些优势都可通过 DSA70000 系列示波器中 FIR 滤波器固有的灵活性来实现。用户通过载入在 Matlab 或类似应用程序中开发的用户指定关联系数,可以轻松更改这些任意滤波器的特性。
可观察性,决策反馈均衡以及更多
用户订制滤波功能提供为高速测量带来了强大的支持工具。对从事测量串行数据设备开发的设计人员来说,观测信号是他们工作的核心所在,在对接收器的设计工作中更是如此。然而,有些信号却根本无法通过任何探头或测试点触及,也正是这一问题的存在,令接收器输入误差容限的测量变得极具挑战性。
在正常环境下,通过串行设备中的接收器输入端观察信号几乎毫无意义。这是因为用户所关注的信号需要由设备中的滤波器处理,以补偿信号在通过电缆、PCB 迹线和连接器的传输过程中所发生的衰减。而进入接收器工作部分(必须在这里评估眼图和其他特性)的信号封装在设备中,因而无法访问。
而对于这个问题的解决方案在于使用DSA70000 系列的内置 DSP 滤波器来模拟接收器内部滤波器的功效。用户可以将设计被测设备滤波器时所采用的关联系数加载到示波器上。通过应用滤波器,示波器用户可以探测输入针脚并查看信号,这一方式所得到的效果就像测试设备可以进行内部探测所观察一样。尽管这一过程的物理测试点只是设备封装上的一个引脚,但此“虚拟测试点”可显示经过接收器滤波后的信号。这就是所谓的“解除嵌入”。
DSA70000 系列滤波器可用于实现当今首选的信号滤波技术,其中包括决策反馈均衡(DFE)。经过专门技术开发的DFE 滤波器已经成为实现当今许多高级串行收发功能的关键核心知识所在。由于DSA70000的滤波器允许接受任意 FIR 滤波器系数,因而用户能够将 DFE关联系数的概况迅速加载到示波器上以进行 DFE 信号后期处理。
DSP 滤波在测试中亦可将夹具和电缆等连接设备对信号质量的影响降到最低。通过为夹具建立模型描述并将该信息转换为相应的滤波器关联系数,示波器用户能够使滤波器“抵消”相关的相移和外部单元导致的信号衰减。
结论
DSP 滤波器已成为高速数字设备测量中不可或缺的一部分,对于那些计算和网络平台中所使用的串行元件更是如此。泰克DSA70000 系列示波器通过DSP 工具提供了丰富的手段以抵消探针和夹具对测试的影响,使设计人员能够使用“虚拟测试点”在设计中的一些无法访问的节点处观测信号。