示波器是*广泛使用的电子测量仪器。经过近一 个世纪的持续技术革新,现代数字示波器已经是结合 了*新材料、芯片、计算机、信号处理技术的复杂测 量系统。
《现代示波器**应用--测试及使用技巧(四色 印刷)》结合笔者李凯近20年实际应用经验,对现代 数字示波器的原理、测量方法、测量技巧、实际案例 等做了深入浅出的解读和分析。
本书分为三大部分: **~8章介绍现代测量仪 器的发展、数字示波器原理、主要指标、测量精度、 探头分类及原理、探头对测量的影响、触发条件、数 学函数功能等内容; 第9~19章结合实际案例,介绍 示波器在信号完整性分析、电源测试、时钟测试、射 频测试、宽带信号解调、总线调试、芯片测试中的实 际应用案例; 第20~29章侧重高速总线的一致性测 试,介绍数字总线,如PCIe 3.0/4.0、SATA、SAS 12G、DDR3/4、10G以太网、CPRI接口、100G背板、 100G光模块、400G以太网/PAM4信号的原理及测试方 法。
本书可帮助从事高速通信、计算机、航空航天设 备的开发和测试人员深入理解及掌握现代数字示波器 的使用技能,也可供高校工科电子类的师生做示波器 、电路测试方面的教学参考。
李凯,毕业于北京理工大学光电工程系,硕士学位,中国电子学会**会员,曾在**知名通信公司从事多年数据通信及基站研发工作,对于通信、计算机等行业有深入认知,对信号完整性、嵌入式系统、高速总线、可编程逻辑、时钟、电源等电路的设计和测试有深刻理解。2006年加入安捷伦公司电子测量仪器部(现Keysight公司),负责高速测试仪器(如示波器、误码仪等)的应用和研究,长期和一线电子工程师有密切接触。作为高速测试领域的专家,利用业余时间撰写了大量关于测量原理及方法的文章,并发表在《国外电子测量技术》《电子工程专辑》等专业杂志,同时在EDN China网站(现“面包板”社区)开设有技术博客及微信公众号“数字科技”。
一、现代测量仪器技术的发展
二、示波器原理
1. 模拟示波器
2. 数字存储示波器
3. 混合信号示波器
4. 采样示波器
5. 阻抗TDR测试
三、数字示波器的主要指标
1. 示波器的带宽
2. 示波器的采样率
3. 示波器的内存深度
4. 示波器的死区时间
四、示波器对测量的影响
1. 示波器的频响方式
2. 示波器带宽对测量的影响
3. 示波器的分辨率
4. 示波器的直流电压测量精度
5. 示波器的时间测量精度
6. 示波器的等效位数
7. 示波器的高分辨率模式
8. 示波器的显示模式
五、示波器探头原理
1. 探头的寄生参数
2. 高阻无源探头
3. 无源探头常用附件
4. 低阻无源探头
5. 有源探头
6. 差分有源探头
7. 有源探头的使用注意事项
8. 宽温度范围测试探头
9. 电流测量的探头
10. 光探头
六、探头对测量的影响
1. 探头前端对测量的影响
2. 探头衰减比对测量的影响
3. 探头的校准方法
4. 探头的负载效应
5. 定量测量探头负载效应的方法
七、使用触发条件捕获信号
1. 示波器触发电路原理
2. 示波器的触发模式
3. 边沿触发
4. 码型触发
5. 脉冲宽度触发
6. 毛刺触发
7. 建立/保持时间触发
8. 跳变时间触发
9. 矮脉冲触发
10. 超时触发
11.连续边沿触发
12. 窗口触发
13. 视频触发
14. 序列触发
15. 协议触发
16. 高速串行触发
17. **波形搜索
八、示波器的数学函数
1. 用加/减函数进行差分和共模测试
2. 用Max/Min函数进行峰值保持
3. 用乘法运算进行功率测试
4. 用XY函数显示李萨如图形或星座图
5. 用滤波器函数滤除噪声
6. 用FFT函数进行信号频谱分析
7. 用Gating函数进行信号缩放
8. 用Trend函数测量信号变化趋势
9. 使用MATLAB的自定义函数
九、高速串行信号质量分析
1. 显示差分和共模信号波形
2. 通过时钟恢复测试信号眼图
3. 进行模板测试
4. 失效bit定位
5. 抖动分析
6. 抖动分解
7. 通道去嵌入
8. 通道嵌入
9. 信号均衡
10. 均衡器的参数设置
11. 预加重的模拟
十、电源完整性测试
1. 电源完整性测试的必要性
2. 电源完整性仿真分析
3. DC-DC电源模块和PDN阻抗测试
4. DC-DC电源模块反馈环路测试
5. **电源纹波与开关噪声测试
6. 开关电源功率及效率分析
7. 电源系统抗干扰能力测试
十一、电源测试常见案例
1. 交流电频率测量中的李萨如图形问题
2. 电源纹波的测量结果过大的问题
3. 接地不良造成的电源干扰
4. 大功率设备开启时的误触发
5. 示波器接地对测量的影响
十二、时钟测试常见案例
1. **频率测量的问题
2. GPS授时时钟异常状态的捕获
3. 光纤传感器反射信号的频率测量
4. 晶体振荡器频率测量中的停振问题
5. PLL的锁定时间测量
6. 时钟抖动测量中RJ带宽的问题
7. 时钟抖动测量精度的问题
8. 如何进行微小频差的测量
十三、示波器能用于射频信号测试吗?
1. 为什么射频信号测试要用示波器
2. 现代实时示波器技术的发展
3. 现代示波器的射频性能指标
4. 示波器射频指标总结
十四、射频测试常用测试案例
1. 射频信号时频域综合分析
2. 雷达脉冲的包络参数测量
3. 微波脉冲信号的功率测量精度
4. FFT分析的窗函数和栅栏效应
5. 雷达参数综合分析
6. 跳频信号测试
7. 多通道测量
8. 卫星调制器的时延测量
9. 移相器响应时间测试方法
10. 雷达模拟机测量中的异常调幅问题
11. 功放测试中瞬态过载问题分析
12. 复杂电磁环境下的信号滤波
13. 毫米波防撞雷达特性分析
十五、宽带通信信号的解调分析
1. I/Q调制简介
2. I/Q调制过程
3. 矢量信号解调步骤
4. 突发信号的解调
5. 矢量解调常见问题
6. 超宽带信号的解调分析
十六、高速数字信号测试中的射频知识
1. 数字信号的带宽
2. 传输线对数字信号的影响
3. 信号处理技术
4. 信号抖动分析
5. 数字信号测试中的射频知识总结
十七、高速总线测试常见案例
1. 卫星通信中伪随机码的码型检查
2. 3D打印机特定时钟边沿位置的数据捕获
3. VR设备中遇到的MIPI 信号测试问题
4. AR眼镜USB拔出时的瞬态信号捕获
5. 区分USB总线上好的眼图和坏的眼图
6. 4K运动相机的HDMI测试问题
7. SFP+测试中由于信号边沿过陡造成的DDPWS测试失败
8. USB 3.1 TypeC接口测试中的信号码型切换问题
十八、芯片测试常用案例
1. 高速Serdes芯片功能和性能测试
2. 高速ADC技术的发展趋势及测试
3. 二极管反向恢复时间测试
4. 微封装系统设计及测试的挑战
十九、其他常见测试案例
1. 如何显示双脉冲中第2个脉冲的细节
2. 示波器的电压和幅度测量精度
3. 不同宽度的脉冲信号形状比较
4. 超宽带雷达的脉冲测量
5. 通道损坏造成的幅度测量问题
6. 对脉冲进行微秒级的**延时
7. 探头地线造成的信号过冲
8. 探头地线造成的短路
9. 阻抗匹配造成的错误幅度结果
10. 外部和内部50Ω端接的区别
11. 低占空比的光脉冲展宽问题
12. 如何提高示波器的测量速度
13. 计算机远程读取示波器的波形数据
二十、大型数据中心的发展趋势及挑战
二十一、PCIe 3.0测试方法及PCIe 4.0展望
1. PCIe 3.0 简介
2. PCIe 3.0 物理层的变化
3. 发送端信号质量测试
4. 接收端容限测试
5. 协议分析
6. 协议一致性和可靠性测试
7. PCIe 4.0标准的进展及展望
二十二、SATA信号和协议测试方法
1. SATA 总线简介
2. SATA 发送信号质量测试
3. SATA 接收容限测试
4. SATA-Express(U.2/M.2)的测试
二十三、SAS 12G总线测试方法
1. SAS总线概述
2. SAS的测试项目和测试码型
3. SAS发送端信号质量测试
4. SAS接收机抖动容限测试
5. SAS互连阻抗及回波损耗测试方案
二十四、DDR3/4信号和协议测试
1. DDR简介
2. DDR信号的仿真验证
3. DDR信号的读写分离
4. DDR的信号探测技术
5. DDR的信号质量分析
6. DDR的协议测试
二十五、10G以太网简介及信号测试方法
1. 以太网技术简介
2. 10GBASE-T/MGBase-T/NBase-T的测试
3. XAUI和10GBASE-CX4测试方法
4. SFP+/10GBase-KR接口及测试方法
二十六、10G CPRI接口时延抖动测试方法
1. 4G基站组网方式的变化
2. CPRI接口时延抖动的测试
3. 测试组网
4. 时延测试步骤
5. 抖动测试步骤
6. 测试结果分析
7. 测试方案优缺点分析
二十七、100G背板性能的验证
1. 高速背板的演进
2. 100G背板的测试项目
3. 背板的插入损耗、回波损耗、阻抗、串扰的测试
4. 背板传输眼图和误码率测试
5. 发送端信号质量的测试
6. 100G背板测试总结
二十八、100G光模块接口测试方法
1. CEI测试背景和需求
2. CEI-28G-VSR测试点及测试夹具要求
3. CEI-28G-VSR输出端信号质量测试原理
4. CEI-28G-VSR输出端信号质量测试方法
5. CEI-28G-VSR输入端压力容限测试原理
6. CEI-28G-VSR接收端压力容限测试方法
7. 100G光收发模块的测试挑战
8. 100G光模块信号质量及并行眼图测试
9. 100G光模块压力眼及抖动容限测试
二十九、400G以太网PAM-4信号简介及测试方法
1. 什么是PAM-4信号?
2. PAM-4技术的挑战
3. PAM-4信号的测试码型
4. PAM-4发射机电气参数测试
5. PAM-4的接收机容限及误码率测试
坦白说,自从我接触到《现代示波器高级应用--测试及使用技巧(四色印刷)》这本书以来,我对其充满了无限的期待。我一直以来都对示波器在现代电子工程中的重要性有着深刻的认识,但总觉得自己的应用水平还停留在比较初级的阶段。这本书的标题——“高级应用”和“测试及使用技巧”,正好触及了我想要突破的瓶颈。我非常希望书中能够详细阐述如何利用示波器的强大功能,来应对现代电子产品中日益复杂的信号挑战,例如高速数字接口的信号完整性分析、射频电路的参数测量、以及电源系统中的瞬态响应分析等等。书中提到的“使用技巧”更是让我眼前一亮,我希望能从中学习到一些实用的、经过验证的测试方法和调试策略,帮助我更高效、更准确地解决实际工程中的问题。四色印刷的承诺,对我来说是一个非常大的吸引力,我相信这能够让书中的波形图、电路图以及仪器操作界面更加生动和直观,从而大大提升我的学习效率和理解深度。这本书在我看来,将不仅仅是一本技术参考书,更像是一位经验丰富的工程师,为我量身定制的学习指南,指导我在这条技术道路上不断前进。
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评分这本书《现代示波器高级应用--测试及使用技巧(四色印刷)》的到来,为我一直以来在电子测试领域所遇到的瓶颈,带来了突破的曙光。我一直认为,示波器不仅仅是观察波形的工具,更是一个能够洞察电路工作状态、揭示隐藏问题的“显微镜”。然而,如何将示波器的潜能发挥到极致,尤其是在处理高速、复杂信号时,一直是困扰我的难题。这本书的标题正是我所迫切需要的——“高级应用”和“使用技巧”。我殷切地希望书中能够提供关于如何精确测量和分析高频信号的详细指南,比如如何应对阻抗失配、如何有效抑制噪声、如何进行精确的时间测量和频率分析。同时,我也期待学习到书中对于不同类型的信号,如差分信号、射频信号、电源噪声等,有针对性的测试和调试方法。书中所承诺的“四色印刷”,我相信会大大提升阅读体验,那些复杂的波形曲线、频谱图以及仪器操作界面,在色彩的辅助下,将会更加清晰直观,大大减少因图示不清而造成的理解偏差。这本书在我看来,不仅仅是一本技术书籍,更是一位经验丰富的工程师,在分享他多年的实践心得,为我指明了前进的方向。
评分我一直对示波器在现代电子工程中的强大功能感到好奇,尤其是在处理高速、复杂的信号时,其作用更是不可替代。这本书《现代示波器高级应用--测试及使用技巧(四色印刷)》的出现,恰好满足了我对这方面的学习需求。我非常期待书中能够深入讲解示波器在不同应用领域的“高级应用”,例如在数字通信、嵌入式系统、射频工程等领域,如何利用其先进的测量和分析功能来解决实际问题。同时,书中提到的“测试及使用技巧”更是让我充满了期待,我希望能够学习到一些实用的、经过反复验证的调试方法和测试策略,帮助我更高效、更准确地定位和解决电路中的故障。四色印刷的承诺,无疑为这本书增添了巨大的吸引力,我相信,生动鲜艳的色彩将使书中的波形图、电路图以及仪器操作界面更加清晰直观,从而大大降低我的学习难度,提升我的学习效率。这本书对我而言,不仅仅是一本技术书籍,更是一位经验丰富的工程师,在毫无保留地分享他的实践智慧,指引我走向更专业的示波器应用之路。
评分终于等到这本书了!《现代示波器高级应用--测试及使用技巧(四色印刷)》这本书的出现,让我感到振奋不已。我一直以来都对示波器在现代电子工程中的关键作用深感着迷,尤其是那些能够深入分析信号特性、诊断复杂问题的先进功能。这本书的名字就预示着它将为我提供超越基础操作的知识和技能。我特别期待书中能够详细介绍如何利用示波器的多种触发模式来捕捉难以捉摸的瞬时信号,以及如何通过眼图分析来评估数字信号的质量和稳定性。书中提到的“高级应用”和“使用技巧”让我充满了想象,我希望能够学到如何针对不同的被测对象,如高速串行总线、射频电路、电源完整性问题等,制定出最优的测试策略,并且能够灵活运用示波器的各种分析工具,如FFT、功率谱密度、抖动分离等,来深入挖掘信号的隐藏信息。四色印刷的承诺也让我对接下来的阅读充满期待,相信鲜艳的色彩和清晰的图像能够帮助我更好地理解那些复杂的波形和图表,减少阅读过程中的认知障碍。这本书在我看来,不仅仅是一本工具书,更是一本能够激发我学习兴趣、提升我工程实践能力的宝贵财富。
评分这本《现代示波器高级应用--测试及使用技巧(四色印刷)》简直是我近期最满意的一本技术书籍了。它的内容组织非常清晰,逻辑性极强。从基础的原理讲解,到复杂的应用场景分析,再到实用的技巧分享,层层递进,让即使是初次接触高级示波器应用的读者也能循序渐进地理解。我尤其欣赏书中对每个技术点都进行了详尽的阐述,并且辅以大量的图示和表格,这极大地降低了理解难度。对于一些抽象的概念,作者通过生动的比喻和形象的描述,将其变得通俗易懂。我一直以来都觉得示波器操作很考验耐心和细致,很容易因为一个小小的设置错误就得出错误的结论,而这本书恰恰提供了很多规避这些问题的实用建议。我非常期待书中能够深入讲解如何进行阻抗匹配测量、如何分析瞬态信号、如何捕捉偶发性故障等这类需要高度技巧和经验才能完成的任务。当然,对于四色印刷的承诺,我必须点赞,这使得那些电路原理图、波形图表以及操作界面截图都异常清晰,色彩的区分也帮助我更好地理解不同信号的特性。总的来说,这本书不仅是一本技术手册,更像是一位经验丰富的导师,耐心地引导读者掌握示波器这项强大的工程工具,提升解决实际问题的能力。
评分我一直觉得,要真正掌握示波器这项工具,不仅仅是学会如何操作它,更重要的是理解它背后的原理,以及如何将其能力发挥到极致。这本书《现代示波器高级应用--测试及使用技巧(四色印刷)》的出现,恰恰满足了我对这方面的需求。我非常期待书中能够深入讲解示波器在各种先进技术领域中的应用,比如在嵌入式系统调试中如何利用其强大的触发和解码功能,在射频和微波工程中如何进行高精度测量,以及在电源完整性分析中如何有效地识别和解决噪声问题。书中提到的“使用技巧”更是让我充满了期待,我希望能够学习到一些不为人知的“独门秘籍”,例如如何优化探头使用,如何进行准确的仪器校准,以及如何在复杂的测试环境中快速定位问题。四色印刷的加入,我相信能够让书中的插图和图表更加生动和清晰,尤其是在展示复杂的波形和电路图时,色彩的运用能够帮助我更直观地理解信号的变化和电路的结构,大大提升了学习的效率和趣味性。这本书对我而言,不仅仅是技术的知识,更是一种思维的启发,让我能够以更专业、更深入的视角来理解和运用示波器。
评分在翻阅《现代示波器高级应用--测试及使用技巧(四色印刷)》这本书的时候,我被它所展现出的专业性和前瞻性深深吸引。这本书并非简单罗列示波器的基本功能,而是着重于挖掘其在现代高科技领域中的深层应用价值。我尤其看重书中关于“高级应用”的部分,这表明它将带领读者超越基础的波形观察,进入更广阔的信号分析和系统诊断领域。我希望书中能够详细讲解如何利用示波器的先进测量功能,例如时域与频域的联动分析、噪声和抖动的深入剖析,以及如何进行误码率测试和眼图的详细解读,这些都是在高性能电子产品设计和调试过程中至关重要的环节。书中的“测试及使用技巧”更是我所期盼的,我希望能学习到一系列经过实战检验的测试方法,以及如何根据不同的电路特性和故障现象,选择最合适的示波器设置和分析工具,从而快速、准确地定位问题。四色印刷的加入,无疑为这本书增添了极大的视觉吸引力,复杂的波形、精确的图表以及清晰的仪器界面截图,都将因为色彩的丰富而更加易于理解和辨识,这对于提升学习效率具有不可估量的作用。这本书就像一个宝库,里面蕴藏着无数的行业经验和技术诀窍,等待着我去发掘和掌握。
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