安捷伦S系列示波器硬件设计解剖

以业界常见的4GHz带宽示波器为例，低噪声对比如下图8所示。

图8  4GHz带宽示波器的底噪声对比

3. 校验滤波处理

个人认为图1中S系列示波器捕获板圈起来的"新的校验滤波处理FPGA"的位置是错的（这个图是来自美国研发部门），这个FPGA应该与以前示波器一样， 在ADC后面，执行内存管理，校验滤波处理，显示刷新加速处理等功能。现在多了一个FPGA，应该未来有更广泛的用途，比如：执行FFT运算，抖动测量运 算，函数运算，DDC运算等（只是猜想）。不论如何，S系列示波器更注重使用硬件FPGA进行复杂运算。

按照技术手册上给的说明，现在这些数字信号处理功能包括：硬件加速显示处理（在深内存时，加快缩放时波形更新的速度）；频响校验滤波处理；示波器内部可控 的带宽限制滤波器（从500MHz带宽到示波器带宽）；支持1-3通道和2-4通道的差分处理；执行去嵌入处理（包括：InfiniiSim,精密探头， 均衡）。

频响校验滤波是非常重要的，下面做个简要说明。图9-1中是正常的硬件的频响，包括幅度响应和相位响应，硬件设计没法做到理想化。直接使用存硬件对信号的影响可由右边图看出来，会导致波形的失真（相位响应更易产生这样的结果）。

图9-1   硬件幅度响应和相位响应

通过执行校验滤波器，使得幅度响应和相位响应达到比较理想化的状态，相应波形失真较小，比较好的显示出了原始波形（如9-2的右边图所示）。

图9-2  通过校验滤波处理后的幅度响应和相位响应

S系列示波器各种型号校验后的频响如图10所示，都达到了比较好的平坦响应的状态。

图10  S系列示波器各个型号的频响