[發明專利]一種高帶寬示波器的幅值及相位校準方法

有效

• 申請號: 201210152158.1
• 申請日: 2012-05-17
• 公開（公告）號: CN102680933A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 吳少剛;張福新;姜勛;張斌;王振興
• 申請（專利權）人: 江蘇中科夢蘭電子科技有限公司
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 夏雪

技術領域

本發明涉及一種校準方法，特別涉及一種高帶寬示波器的幅值及相位校準方法。

背景技術

由于不同接口的測試需要，越來越多的各種不同類型的示波器的探頭，例如單端探頭和差分探頭，將各種各樣的探頭與示波器連接來進行不同功能的測試。為了確保測試精度以及測試的準確性，需要對示波器通道本身及探頭的幅值和時序分別進行校驗。

幅值校驗是為了使示波器探頭在采集信號后，信號幅值不會發生衰減。業內通常的做法是，示波器的校準夾具輸出一固定幅值的校準電壓，然后將示波器探頭連接到校準電壓輸出點上，電壓信號經過示波器探頭回傳至示波器，示波器在內部將探測到的電壓信號與參考電平幅度進行對齊校準。

時序校驗是為了使同一臺示波器的不同通道，在分別連接上示波器探頭后，采集信號時，不同通道之間是不存在相位差的，相位是對齊的。業內通常的做法是，同一臺示波器的不同通道，在分別連接上示波器探頭后，各個通道分別與示波器的一個參考時鐘（基準通道）進行對齊。通過這個方法，各個通道分別與示波器內部時鐘對齊之后，自然兩兩通道之間的相位是對齊的。不管是多高帶寬的示波器，不管具體使用哪種類型的探頭，時序校驗的原理都是一樣的。

示波器的探頭類型有很多種，一種是放大器與探頭前端一體的探頭，另外一種是放大器與探頭前端分離的探頭。這兩種探頭類型，各有個的優勢，也各有個的劣勢。

這兩種探頭類型的一個共同點就是，探頭都比較容易損壞。損壞的類型，比如放大器出現一定程度的衰減，比如探頭前端的阻容件損壞，印制電路板（PCB）損壞等。而很多時候，這種損壞，通常會導致測試的數據不精確。

長期使用的示波器探頭，或者獨立的放大器，探頭前端，因為長期的磨損，或者一定程度的損壞導致測試時偏差太大。那么示波器通道及探頭的校準變得非常重要。

示波器通常都有單獨的通道及探頭校準夾具，及對應的校準軟件。但是，經常也會遇到：

一一校正過需要使用的幾個通道之后，但是實際上測量的時候，可能會發現校準后，發現通道與通道之間相位相差依然較大，而影響測試結果。這里面的原因，可能是示波器內部個別通道損壞，也可能是比如示波器環境溫度過高或者過低導致內部模塊異常。

這里就是一個問題，雖然校準時，校準軟件告知用戶已經校準成功。但是對于用戶來說，并不知道校準過后，幅值的校準是否真的成功，通道與通道之間是否還存在相位差。

如果校準之后，示波器探頭探測到被測信號的電壓幅度依然不對，那基本上用來測任何信號都會帶來很大的誤差，甚至是錯誤的結果。

如果校準之后，通道之間依然存在相位差，那么用戶接著往下測試，會導致所有測試結果都是錯誤的。而有些高速信號，對于相位差的大小非常敏感。在測試這種高速信號時，通道校準后，是否真的已經完全沒有相位差，是非常重要的。

發明內容

發明目的：針對上述現有技術存在的問題和不足，本發明的目的是提供一種高帶寬示波器的幅值及相位校準方法，解決校準之后，不知道幅值的校準是否真的成功，通道與通道之間是否還存在相位差的問題

技術方案：為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為一種高帶寬示波器的幅值及相位校準方法，包括如下步驟：

（1）確定待校準的通道分別為通道1、通道2、…、通道N，其中N≥2，選取一個待校準的通道及對應探頭，并將該探頭連接到校準夾具的探測點上；

（2）校準該通道的幅值和相位；

（3）重復步驟（1）和步驟（2），完成所有待校準通道的幅值及相位校準；

（4）驗證各個待校準通道的幅值校準是否成功，如不成功，則重新校準幅值；

（5）驗證各個待校準通道的相位校準是否成功，如不成功，則重新校準相位。

進一步地，所述步驟（4）還包括如下步驟：

1）選取一路待測電源的電源輸出點；

2）使用萬用表測量該電源輸出點的電壓值V0；

3）將該電源輸出點的正極和負極逐一連接到各個校準后的通道上，通道1測得的電壓均方根值為V1，通道2測得的電壓均方根值為V2，…，通道N測得的電壓均方根值為VN；

4）判斷各個通道的幅值校準是否成功；

5）對于幅值校準不成功的通道，重新校準其幅值。

進一步地，所述步驟4）中，如果示波器測得通道n的電壓均方根值Vn滿足如下條件：|Vn-V0|≤V0*5%，其中1≤n≤N，則認定該通道的幅值校準成功，否則認定該通道的幅值校準不成功。

進一步地，所述步驟（5）還包括如下步驟：

a)選取一路信號的測量點；