高速取样示波器时基失真数学模型的研究与仿真

为了解决10 GHz以上的高速取样示波器的时基失真修正问题,提高测量结果的准确性,参考基于最小二乘法的时基失真数学模型,对时基失真修正算法中输入信号相位的选取、信号的分组方式和谐波阶数的确定等内容进行了仿真研究,确定了输入信号相位为正交、信号分组为4组、谐波阶数为3时,时基失真的误差最小;将该结论应用到时基失真的修正算法中,仿真得到了修正后的平滑波形曲线.结果表明:与原始波形比较,算法有效地修正了由于时基失真造成的系统误差,验证了该结论的正确性和时基失真修正算法的有效性.

用于宽带取样示波器的Nose-to-nose校准技术

介绍一种宽带系统校准的新方法 ,对比几种传统的校准方法 ,这种称为nose to nose的校准方法是目前校准精度最高的一种 .这项技术所基于的一个基本事实是 :当示波器的取样电路对直流电压取样时 ,会产生一个极窄的脉冲到输入端 ,这个脉冲正比于系统的冲激响应 ,称为kick out脉冲 ,这样将两台示波器的输入端对接就在第二台示波器上得到了含有两台示波器冲激响应的卷积输出 ,应用反卷积算法可以得到这两台示波器的冲激响应函数 .

宽带取样示波器Nose-to-Nose校正理论的新进展

本文根据电路、信号与系统理论并结合实际校测工作对一种适于高速 /宽带取样示波器性能校正的新方法———Nose to Nose (NTN)法的理论基础作了研究 ,分析了该方法中的重要信号kick out脉冲 ,推导了其数学表达式 ,提出了“kick out脉冲与示波器取样系统的阶跃响应成比例”的新观点 。

高速取样示波器时基失真数据获取系统的构建

为了提高中国脉冲参数国家基准的准确度,需修正高速取样示波器时基失真.通过对时基失真数学模型的研究可知,时基失真修正算法需要通过实验获取大量多相位和多频率的测量数据,设计了2个获取高速取样示波器时基失真数据的实验方案,均获得了正交相位的多组频率数据,成功获取了50 GHz带宽高速取样示波器的时基失真数据.时基失真修正算法的计算结果表明:实验获取的数据正确;将修正结果应用到中国脉冲参数国家基准系统的测量中,也获得了很好的效果.

应用反卷积实现脉冲计量中的信号重构与系统辨识

本文研究了在脉冲计量领域中的基于反卷积算法的信号重构与系统辨识。我国目前的脉冲参数国家基准过渡时间为7.25±0.50ps,带宽为56.3±5.8%GHz。如果采用传统的计量方法,该基准无法实现对标称带宽为70GHz的Agilent86100C高速取样示波器以及标称过渡时间为5ps的Picosecond4016负阶跃脉冲源进行校准。本文将反卷积算法引入到测量数据处理中,并结合具体问题对传统的反卷积算法进行了改进,克服了传统的反卷积算法对阶跃信号计算误差过大的问题,并进行了实验验证,实现了量值传递。

消除等效取样时基抖动影响的反卷积方法

取样示波器是自动脉冲测试系统中的一个主要组成单元。取样时基抖动噪声是影响时域波形采集精度的主要误差源之一,本文利用数字反卷积方法大大减小了这种噪声的影响。首先用统计方法确定出取样时间抖动分布的概率密度函数,然后将此函数作为卷积核,与实测波形的若干次平均结果实行反卷积,其结果便是抖动影响已被大大减小的测试波形,从而使系统的测试精确度得到提高。文中给出一些计算机模拟结果,它们都令人满意地证明了本文所述方法的成功。

“NTN”校准技术中的“Kick-out”脉冲的仿真研究

本文基于微波二极管取样电路 ,用PSPICE软件 ,对“NTN”校准技术中的“kick out”脉冲进行了仿真研究。分别研究了选通脉冲源内阻、微波二极管诸参数 (管壳电容Cp ,引线电感Ls,结电容Cj 和扩散电阻Rs)、取样脉冲的对称性和取样电路的对称性 ,对“kick out”脉冲的影响。

取样示波器nose-to-nose校准技术中kick-out脉冲的研究

研究了nose-to-nose校准技术中关键信号kick-out脉冲产生的机理以及影响因素,并通过将两台Agilent86100系列的50GHz的取样示波器对接,获得了kick-out脉冲的响应波形.

一种2Gsps数字示波器数据采集系统的设计

数据采集系统是数字存储示波器的核心部分。在研究剖析数字存储示波器工作原理的基础上,围绕其数字系统的设计与实现,采用ADC+高频时钟电路+FPGA+DSP的结构模式,实现最高实时采样率2Gsps、分辨力8bit、存储深度8MB/CH的示波器数据采集系统,为国内高速数据采集系统设计提供了一种解决方案。

Nose-to-Nose校准技术的仿真研究

N ose-to-nose校准技术可以对任意带宽的取样示波器进行自校准.早期的研究工作集中在对关键信号k ick-ou t脉冲的仿真.本文从不同的角度对微波二极管取样头电路进行了全面的仿真,得到了结论:k ick-ou t脉冲是由于在取样电路的不平衡时选通脉冲的泄漏造成的.并对NTN校准技术从仿真实验到物理实验做了介绍.

基于脉冲标准法的宽带取样示波器的校准

本文首先介绍了用脉冲标准法校准取样示波器的基本原理 ,其次介绍了基于脉冲标准法的快速脉冲示波器校准系统 (FPOCS) ,最后给出了计算机的仿真结果。

利用Agilent86100校准宽带取样示波器

采用了一种利用Agilent86100宽带取样示波器实现对其他宽带取样示波器校准的方法。该方法扩展了标准脉冲法的校准范围,理论分析证明,可以实现对带宽达到50 GHz的宽带取样示波器的全信息校准,比传统的标准方法具有优越性。应用该方法,对标称带宽为20 GHz的宽带取样示波器进行了校准实验,实验证明是有效的。

NTN校准法对取样时间晃动误差消除方法的计算机仿真研究

Nose-to-nose校准技术得到了计量界的广泛关注,它可以宽带取样示波器进行自校准.在实际的NTN校准测量过程中必然会受到各种噪声的干扰,这将影响到NTN校准法的校准精度.研究了平均法和补偿法对取样时间的晃动产生误差的消除方法.由于取样示波器校准需要很高的校准精度,因此在NTN校准法中通常用补偿法消除由时间晃动带来的影响.

基于“NTN”技术的宽带取样示波器的校准

介绍了用于校准宽带取样示波器的详尽模型法和脉冲标准法 ,并指出了它们的缺陷。着重介绍了可以进行自校准的“NTN”技术 ,该技术的基本设计是将三台取样示波器以“NTN”形式两两对接 ,其中一台对直流进行采样 ,用反卷积分离另一台取样示波器的响应波形 ,并通过解方程组可得到示波器的冲激响应。最后给出了用反卷积分离取样示波器冲激响应的计算机仿真。

用于电介质中空间电荷分布测量的Tikhonov反卷积算法

研究了使用压力波法测量平板电介质试样的空间电荷分布的数值解法,使用基于Tikhonov正则化方法的反卷积算法得到了真实的空间电荷分布.在反卷积算法中使用了相关的技术处理,如小波包过滤高频噪音,Tikhonov正则化方法处理积分方程等.利用数值实验研究了噪声对反卷积算法的影响,结果表明,在无噪或者低噪环境下,反卷积算法能够非常好地计算出电介质中的空间电荷分布;在处理有噪数据时,反卷积的结果受到明显的影响,但仍然有较高的计算精度.正则化参数α对空间电荷分布的数值解起着明显的光滑作用,但是对于解的积分值却影响不大.对实际测量数据进行处理的结果表明,反卷积算法成功地计算出了固体电介质中的空间电荷分布和电场分布.

取样示波器时基抖动的修正

针对取样示波器时基抖动对被测信号的影响,建立取样示波器时基抖动的信号模型,进行理论分析,并用最小二乘法估计时基抖动的方差,然后通过概率密度反卷积法去除时基抖动。通过实测数据进行计算,发现该方法能最大程度地修正取样示波器时基抖动对被测信号的影响。

应用脉冲参数国家基准校准Agilent86100C宽带取样示波器

Agilent 86100C是标称带宽为70 GHz的宽带取样示波器,如果按照传统的校准方法对其校准,需要过渡时间小于2 ps的脉冲信号源.中国现阶段的脉冲参数国家基准是基于NTN技术和Agilent 86100B建立的,该基准不仅是一个源基准,同时还是一个表基准.但是该基准的过渡时间为(7.25±0.50)ps,按照传统的校准思想,该基准不能实现对Agilent 86100C的校准.研究了应用脉冲参数国家基准对Agilent 86100C宽带取样示波器校准的方法,不仅扩展了脉冲参数国家基准的应用能力,也同时实现了对Agilent 86100C的校准和验收.

基于“NTN”校准法的相位解卷绕技术

基于“NTN”校准理论,分析了“NTN”校准法中的相位卷绕问题及其带来的误差.提出了适用于“NTN”校准法的相位解卷绕技术,给出了使用相位解卷绕技术的“NTN”校准法的计算机仿真结果.

基于锁相环的高速示波器等效采样系统设计

采用小数分频锁相环芯片ADF4351作为采样时钟发生器,利用FPGA进行等精度测频,运用差频法顺序等效采样原理,设计了最高等效采样率为160 GS/s的高速示波器等效采样系统。同时通过时钟分配器和数字延迟线产生交替采样时钟,利用4片最高采样率为250 MS/s的8 bit ADC进行时间交替采样,使系统的最高实时采样率达到1 GS/s。由于采用低抖动的时钟源,系统在DC到500 MHz的设计带宽内保持了良好的噪声性能,信噪比优于基于DDS技术的等效采样系统。

70GHz取样示波器上升时间与频响的校准

根据Nose-to-Nose校准原理,利用两台50 GHz取样示波器与一台70 GHz取样示波器两两对接,实现了70 GHz取样示波器上升时间与频响的校准,并与传统的扫频法和先进的光电脉冲法进行了比较。详述了70 GHz取样示波器上升时间与频响的校准原理、校准过程及校准结果。