一、项目背景和客户需求

　　西北地区一家做高速数据采集卡和数字化仪的企业，正在做新一代多通道采集卡的定型验证。这个项目要测高速 ADC 的采样时钟质量、模拟前端信号完整性和通道之间的同步精度，测试周期预计是 2 个月。

　　客户实验室原有的示波器带宽只有 500 MHz，采样率 2 GS/s，测采集卡的采样时钟时，时钟边沿的抖动和过冲完全看不出来，测模拟输入信号也被拍得很圆。如果新购一台 2.5 GHz 带宽的四通道示波器，再加两支低电容有源探头，设备采购成本在大几十万。这个项目是采集卡定型前的集中验证任务，2 个月做完就结束，客户工程师判断直接采购不经济，然后就转向了租赁方案。

　　客户提出来的测试需求比较明确：

　　要测 ADC 采样时钟的波形质量，看边沿抖动、过冲和占空比;

　　要测模拟前端在 ADC 输入端的实际信号，探头不能给被测节点加太多负载;

　　要同时看时钟、数据和模拟输入几路信号，通道数要够;

　　要做通道间同步精度的测量，长期采集不能丢点。

　　二、方案选型过程

　　接到客户咨询之后，我们的工程师先没有直接报租赁价格，然后和客户的硬件测试负责人通了一次电话，逐项确认了下面这些参数。

　　第一，示波器带宽。客户的采样时钟在几百兆赫兹，边沿上升时间在百皮秒量级，工程师选了泰克 DPO7254C 数字荧光示波器，2.5 GHz 带宽，测百皮秒级的边沿有足够余量。

　　第二，采样率。客户的信号周期短，需要密的采样点才能看清时钟的抖动细节，工程师确认 DPO7254C 在单通道上可以到 40 GS/s，双通道 20 GS/s，四通道 10 GS/s，客户按测试项目分配通道数就能拿到需要的采样率。

　　第三，记录长度。客户要做长时间的通道同步测量，工程师确认 DPO7254C 标配记录长度 25 M，抓长时间的波形不丢点，配合 MultiView Zoom 功能可以快速定位到具体的时间区间。

　　第四，探头选择。这一点比较关键。客户要测 ADC 输入端的高阻抗节点和采样时钟走线，用普通无源探头的话，探头的输入电容会给节点加上几 pF 的负载，把上升沿拉慢，测出来的波形是被探头改过的。工程师配了泰克 P6243 有源探头，输入电容小于等于 1 pF，输入电阻 1 MΩ，对被测节点的负载很小，而且探头尖端可以点测 0.5 mm 间距的 SMD 器件，直接在 ADC 引脚附近取信号。

　　最终选型方案是这样：泰克 DPO7254C 数字荧光示波器 1 台，配套 P6243 有源探头 2 支，租赁周期 2 个月。

　　三、租赁交付和全程技术指导

　　设备发货之前，我们的工程师先对示波器做了一次完整的开机自检和通道校准，两支 P6243 有源探头也逐支做了偏置调零和增益核查，然后才打包发往客户实验室。

　　设备到场之后，客户工程师第一次接探头就遇到了一个问题：探头插在通道上，屏幕上没有识别到探头类型，通道显示的是 1:1 无源探头，测出来的电压值比实际大了十倍。客户技术负责人拍了张前面板照片发给我们。我们的工程师远程看了一眼，判断是探头没有插到底，TekProbe 接口的识别针没有接触上。工程师让客户把探头拔下来，对准接口重新插紧，听到卡扣声之后再推一下，屏幕上就识别出了 P6243，通道自动切到了对应的衰减比。改完之后读数正常了。

　　第二个问题出现在时钟边沿的测量上。客户用 P6243 去测采样时钟，测出来的上升时间比芯片手册上标的大了将近一倍，客户一开始怀疑是时钟驱动器的问题。我们的工程师远程看了一眼探头型号和信号频率，判断是探头带宽不够。P6243 的带宽是 1 GHz，客户的采样时钟基频在几百兆赫兹，边沿的等效频率成分已经接近甚至超过探头的带宽上限，探头把边沿滤圆了，测出来的上升时间是探头和电路共同作用的结果。工程师建议客户测这类快边沿的时候换用更高带宽的探头或者差分探头，P6243 留给模拟输入端和低速节点用。客户调整了探头分配之后，时钟的上升时间回到了手册范围。

　　第三个问题出现在通道同步测量上。客户要同时看时钟、模拟输入和两路数据，四个通道全开，采样率降到了 10 GS/s，有一路高速数据的码型出现了混叠，看起来像随机跳变。我们的工程师远程看了一眼时基设置，判断是采样率不足导致的欠采样，信号的高频成分落到了采样带宽之外。工程师指导客户把测试拆成两步：先用两个通道、20 GS/s 看高速数据的码型，再用四个通道看整体的时序关系;同时把采集模式从普通采样改成峰值检测，避免漏掉窄脉冲。调整之后，码型看清楚了，时序关系也没有丢。

　　整个 2 个月租赁期间，客户在抖动测量、模板测试、长时间采集和数据导出这些环节上又陆续问过几次问题，我们的工程师都在当天做了远程回复。租赁期间全程技术指导是安泰测试科技的标配服务。

　　四、实施结果

　　客户用这套设备在 2 个月内完成了采集卡样机的全部验证：

　　测了 ADC 采样时钟的波形质量，记录了上升时间、过冲和周期抖动，发现其中一版时钟走线的过冲偏大，硬件团队加了端接电阻之后复测通过;

　　用 P6243 在 ADC 引脚附近直接取模拟输入信号，测出了前端的实际带宽和信噪比，探头负载没有影响测量结果;

　　测了多通道之间的同步偏差，把偏差控制在了设计允许的范围内，给固件的通道对齐参数提供了依据;

　　长时间采集的数据导出来之后，客户用它做了眼图和直方图分析，验证了采集卡在不同采样率下的稳定性。

　　项目结束之后，设备按期退回安泰测试科技库房，客户没有产生设备采购和后续校准的负担。客户技术负责人反馈，租赁方案让他们在定型阶段用较低成本拿到了 2.5 GHz 带宽和低电容探头的组合，而且远程技术指导帮他们在探头识别、探头带宽选择和采样率分配这三个环节上少走了弯路。

　　五、这套租赁方案适合哪些场景

　　泰克 DPO7254C 示波器加 P6243 有源探头的组合，适合下面几类测试任务：

　　高速 ADC、DAC 和数据采集卡的采样时钟、模拟前端和通道同步测试;

　　FPGA 和高速数字电路的关键节点信号完整性分析，探头负载不能太大的场合;

　　高速存储器接口、时钟分配网络的时序和抖动测量;

　　通信设备、仪器仪表的内部高速信号调试;

　　高校和科研院所在高速电路、数据采集课题中需要中高带宽示波器的项目。

　　如果你的项目周期在 1 到 3 个月之间，需要 2 GHz 级别的带宽和低电容探头，实验室现有示波器覆盖不了，可以考虑租赁方案。安泰测试科技的工程师会先和你确认被测信号的速度、测试点类型和通道数量，然后给出对应的探头配置方案。

　　六、常见问题

　　问：DPO7254C 的采样率怎么分配?

　　答：这台机器的采样率跟开启的通道数有关，单通道可以到 40 GS/s，双通道 20 GS/s，四通道 10 GS/s。测快边沿的时候尽量少开通道换采样率，需要看多路时序的时候再全开，同时把采集模式改成峰值检测，避免窄脉冲被漏掉。

　　问：为什么 P6243 测出来的上升时间比手册大?

　　答：P6243 的带宽是 1 GHz，测几百兆赫兹的时钟信号时，信号边沿的高频成分已经接近探头带宽上限，探头本身会把边沿滤圆，测出来的上升时间是探头和电路共同作用的结果。测这类快边沿建议换更高带宽的探头或者差分探头，P6243 更适合模拟输入端和负载敏感的节点。

　　问：探头插上去示波器不识别，怎么办?

　　答：先确认探头插到底了，TekProbe 接口的识别针要接触到，插进去听到卡扣声之后再轻推一下。如果还是不识别，检查通道菜单里是不是手动设成了无源探头。识别正常之后示波器会自动切换衰减比，读数才对。

　　问：为什么有源探头比无源探头更适合测这些节点?

　　答：无源探头的输入电容一般在十几 pF，接在高阻抗节点上相当于并了一个电容，会把上升沿拉慢，也会影响振荡电路的起振。P6243 的输入电容小于等于 1 pF，对节点的负载小得多，测出来的波形更接近电路真实状态。

　　问：租赁流程大概是什么样?

　　答：客户先把测试需求发给我们，工程师确认被测信号的速度、测试点类型和通道数量，然后给出配置方案和租赁报价。确认方案之后我们发货，设备到场后工程师远程协助探头调零和基础设置。租赁期间有技术问题随时联系工程师。项目结束之后安排退租。