DPO解决方案

计算机、通信、视频等技术的迅速发展，对测试和测量仪器提出更高要求。人们希望能通过示波器看到信号异常，准确无误地认别故障性质，并能在事件上触发以将其隔离，而这一切希望能在几分钟内完成。

在计算机领域，信号速度日益加快，时钟速率不断提高而定时余量却越来越小；抖动、异步故障和瞬态问题越来越难以发现，但发现这些问题所带来的重大影响却愈加关键。

在通信领域，精确鉴定正交调幅(QAM)信号和异步包数据信号等动态复合信号、电信网络速度日益提高，信道计数和容量需求与日俱增。

在视频领域，多种国际广播标准、压缩技术的发展以及对模拟和数字视频信号在分析方面的更高要求。

在信号测试测量方面遇到的这些挑战，需要一个理想的解决方案。

图1 DPO信息显示与模拟实时示波器DSO的比较

 

图2 DPO在计算机、通信和视频应用中的实例

 

图3 DPO并行处理结构

 

DPO解决方案

针对上述信号测试测量方面的挑战，Tektronik公司推出一个理想的解决方案—DPO(数字荧光示波器)。

DPO采用Tektronix公司专有的信号采集技术DPXTM，使其捕获速率达到400000个波形以上，传统DSO的波形捕获率为每秒几百个到上千个波形。。任何难以捕捉的毛刺、欠幅脉冲和其他不常见的信号异常在DPO上能显而易见。DPO可使用信号的三维信息实时显示、储存和分析复合信号(振幅，时间，随时间变化的振幅分布情况)。图1示出DPO信息显示与模拟实时(ART)示波器、数字存储示波器的比较。图1中的模拟实时(ART)示波器可提供信息丰富的显示(中间图)。DSO可提供单调的两维显示(右面的图)。DPO(左面的图)以三维数据库储存波形的数据点，可提供类似模拟的实时显示。

基于DPO上述特性，DPO解决方案对计算机可做到：

DPO方案对通信信号可做到：

DPO解决方案对视频信号可做到：

DPO在计算机、通用和视频应用实例示于图2。

 

DPO内部体系结构

DPO采用并行处理体系结构(图3)。DPO通过光栅扫描将数字化的波形数字数据传送到称之为数字荧光体的数据库内。该光栅系统每1/30秒将储存在数字荧光体的信号图像快照直接发送到显示系统。以这种直接方式进行的波形数据光栅化，加上直接复制到显示内存，即可加快数据处理的全过程。DPO的并行体系结构解放了微处理器，微处理器可并行于综合采集/显示系统执行波形计算、测量和前面板控制任务。DPO的并行体系结构不像DSO的串行处理体系结构(图4)，DSO串行处理体系结构在信号采集过程中需要微处理器的参与。因而降低了系统的波形捕获速率。较高的波形捕获速率会增加捕获信号异常的概率。图5示出DPO与DSO波形捕获速率的比较。

图4 DSO串行处理体系结构

图5 DPO与DSO捕获速率的比较

 

 

图6  DPXTM采集技术

示波器的捕获速率为：

                           采集(扫描)时间

捕获速率=

       采集(扫描)时间+系统(扫描)释放时间

对任何示波器来说，在显示更新周期中都一直有释放时间，在这段时间内不能采集信号。在释放时间提高时，被测信号中重复率低的异常事件被观测到的概率将会下降。

下面举例加以说明DPO与DSO捕获概率的不同。

对于1MHz方波信号、1ms/格时基设置、脉冲畸变大约每秒发生一次(或每100万个循环发生一次)的实例，典型的DSO采集时间为10ms、系统释放时间4ms(典型)，其捕获概率在一秒后为0.4%；而DPO所采用的DPXTM(见图6)的采集时间为10ms、系统释放时间为20ms(典型)，其捕获概率在一秒后为33%。而DPO和DSO查看一个问题的时间分别为6秒(概率约为90%)和15分钟(概率约为90%)。这足以说明DPO并行处理结构的优越性。