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示波器是最廣泛使用的電子測量儀器。經過近一個世紀的持續技術革新，現代數字示波器已經是結合了最新材料、芯片、計算機、信號處理技術的復雜測量系統。
本書結合筆者近20年實際應用經驗，對現代數字示波器的原理、測量方法、測量技巧、實際案例等做了深入淺出的解讀和分析。
本書分為三大部分： 第1~8章介紹現代測量儀器的發展、數字示波器原理、主要指標、測量精度、探頭分類及原理、探頭對測量的影響、觸發條件、數學函數功能等內容； 第9~19章結合實際案例，介紹示波器在信號完整性分析、電源測試、時鍾測試、射頻測試、寬帶信號解調、總線調試、芯片測試中的實際應用案例； 第20~29章側重高速總線的一致性測試，介紹數字總線，如PCIe 3.0/4.0、SATA、SAS 12G、DDR3/4、10G以太網、CPRI接口、100G背板、100G光模塊、400G以太網/PAM4信號的原理及測試方法。
本書可幫助從事高速通信、計算機、航空航天設備的開發和測試人員深入理解及掌握現代數字示波器的使用技能，也可供高校工科電子類的師生做示波器、電路測試方面的教學參考。
李凱，畢業於北京理工大學光電工程系，碩士學位，中國電子學會高級會員，曾在國內知名通信公司從事多年數據通信及基站研發工作，對於通信、計算機等行業有深入認知，對信號完整性、嵌入式系統、高速總線、可編程邏輯、時鍾、電源等電路的設計和測試有深刻理解。2006年加入安捷倫公司電子測量儀器部（現Keysight公司），負責高速測試儀器（如示波器、誤碼儀等）的應用和研究，長期和一線電子工程師有密切接觸。作為高速測試領域的專家，李凱利用業余時間撰寫了大量關於測量原理及方法的文章，並發布在《國外電子測量技術》《電子工程專輯》等專業雜志，同時在EDN China網站（現「面包板」社區）開設有技術博客及微信公眾號「數字科技」。
一、 現代測量儀器技術的發展
二、 示波器原理
1. 模擬示波器
2. 數字存儲示波器
3. 混合信號示波器
4. 采樣示波器
5. 阻抗TDR測試
三、 數字示波器的主要指標
1. 示波器的帶寬
2. 示波器的采樣率
3. 示波器的內存深度
4. 示波器的死區時間
四、 示波器對測量的影響
1. 示波器的頻響方式
2. 示波器帶寬對測量的影響
3. 示波器的分辨率
4. 示波器的直流電壓測量精度
5. 示波器的時間測量精度
6. 示波器的等效位數
7. 示波器的高分辨率模式
8. 示波器的顯示模式
五、 示波器探頭原理
1. 探頭的寄生參數
2. 高阻無源探頭
3. 無源探頭常用附件
4. 低阻無源探頭
5. 有源探頭
6. 差分有源探頭
7. 有源探頭的使用注意事項
8. 寬溫度范圍測試探頭
9. 電流測量的探頭
10. 光探頭
六、 探頭對測量的影響
1. 探頭前端對測量的影響
2. 探頭衰減比對測量的影響
3. 探頭的校准方法
4. 探頭的負載效應
5. 定量測量探頭負載效應的方法
七、 使用觸發條件捕獲信號
1. 示波器觸發電路原理
2. 示波器的觸發模式
3. 邊沿觸發
4. 碼型觸發
5. 脈沖寬度觸發
6. 毛刺觸發
7. 建立/保持時間觸發
8. 跳變時間觸發
9. 矮脈沖觸發
10. 超時觸發
11.連續邊沿觸發
12. 窗口觸發
13. 視頻觸發
14. 序列觸發
15. 協議觸發
16. 高速串行觸發
17. 高級波形搜索
八、 示波器的數學函數
1. 用加/減函數進行差分和共模測試
2. 用Max/Min函數進行峰值保持
3. 用乘法運算進行功率測試
4. 用XY函數顯示李薩如圖形或星座圖
5. 用濾波器函數濾除噪聲
6. 用FFT函數進行信號頻譜分析
7. 用Gating函數進行信號縮放
8. 用Trend函數測量信號變化趨勢
9. 使用MATLAB的自定義函數
九、 高速串行信號質量分析
1. 顯示差分和共模信號波形
2. 通過時鍾恢復測試信號眼圖
3. 進行模板測試
4. 失效bit定位
5. 抖動分析
6. 抖動分解
7. 通道去嵌入
8. 通道嵌入
9. 信號均衡
10. 均衡器的參數設置
11. 預加重的模擬
十、 電源完整性測試
1. 電源完整性測試的必要性
2. 電源完整性仿真分析
3. DC?DC電源模塊和PDN阻抗測試
4. DC?DC電源模塊反饋環路測試
5. 精確電源紋波與開關噪聲測試
6. 開關電源功率及效率分析
7. 電源系統抗干擾能力測試
十一、 電源測試常見案例
1. 交流電頻率測量中的李薩如圖形問題
2. 電源紋波的測量結果過大的問題
3. 接地不良造成的電源干擾
4. 大功率設備開啟時的誤觸發
5. 示波器接地對測量的影響
十二、 時鍾測試常見案例
1. 精確頻率測量的問題
2. GPS授時時鍾異常狀態的捕獲
3. 光纖傳感器反射信號的頻率測量
4. 晶體振盪器頻率測量中的停振問題
5. PLL的鎖定時間測量
6. 時鍾抖動測量中RJ帶寬的問題
7. 時鍾抖動測量精度的問題
8. 如何進行微小頻差的測量
十三、 示波器能用於射頻信號測試嗎？
1. 為什麼射頻信號測試要用示波器
2. 現代實時示波器技術的發展
3. 現代示波器的射頻性能指標
4. 示波器射頻指標總結
十四、 射頻測試常用測試案例
1. 射頻信號時頻域綜合分析
2. 雷達脈沖的包絡參數測量
3. 微波脈沖信號的功率測量精度
4. FFT分析的窗函數和柵欄效應
5. 雷達參數綜合分析
6. 跳頻信號測試
7. 多通道測量
8. 衛星調制器的時延測量
9. 移相器響應時間測試方法
10. 雷達模擬機測量中的異常調幅問題
11. 功放測試中瞬態過載問題分析
12. 復雜電磁環境下的信號濾波
13. 毫米波防撞雷達特性分析
十五、 寬帶通信信號的解調分析
1. I/Q調制簡介
2. I/Q調制過程
3. 矢量信號解調步驟
4. 突發信號的解調
5. 矢量解調常見問題
6. 超寬帶信號的解調分析
十六、 高速數字信號測試中的射頻知識
1. 數字信號的帶寬
2. 傳輸線對數字信號的影響
3. 信號處理技術
4. 信號抖動分析
5. 數字信號測試中的射頻知識總結
十七、 高速總線測試常見案例
1. 衛星通信中偽隨機碼的碼型檢查
2. 3D打印機特定時鍾邊沿位置的數據捕獲
3. VR設備中遇到的MIPI 信號測試問題
4. AR眼鏡USB拔出時的瞬態信號捕獲
5. 區分USB總線上好的眼圖和壞的眼圖
6. 4K運動相機的HDMI測試問題
7. SFP+測試中由於信號邊沿過陡造成的DDPWS測試失敗
8. USB 3.1 TypeC接口測試中的信號碼型切換問題
十八、 芯片測試常用案例
1. 高速Serdes芯片功能和性能測試
2. 高速ADC技術的發展趨勢及測試
3. 二極管反向恢復時間測試
4. 微封裝系統設計及測試的挑戰
十九、 其他常見測試案例
1. 如何顯示雙脈沖中第2個脈沖的細節
2. 示波器的電壓和幅度測量精度
3. 不同寬度的脈沖信號形狀比較
4. 超寬帶雷達的脈沖測量
5. 通道損壞造成的幅度測量問題
6. 對脈沖進行微秒級的精確延時
7. 探頭地線造成的信號過沖
8. 探頭地線造成的短路
9. 阻抗匹配造成的錯誤幅度結果
10. 外部和內部50Ω端接的區別
11. 低占空比的光脈沖展寬問題
12. 如何提高示波器的測量速度
13. 計算機遠程讀取示波器的波形數據
二十、 大型數據中心的發展趨勢及挑戰
二十一、 PCIe 3.0測試方法及PCIe 4.0展望
1. PCIe 3.0 簡介
2. PCIe 3.0 物理層的變化
3. 發送端信號質量測試
4. 接收端容限測試
5. 協議分析
6. 協議一致性和可靠性測試
7. PCIe 4.0標准的進展及展望
二十二、 SATA信號和協議測試方法
1. SATA 總線簡介
2. SATA 發送信號質量測試
3. SATA 接收容限測試
4. SATA?Express（U.2/M.2）的測試
二十三、 SAS 12G總線測試方法
1. SAS總線概述
2. SAS的測試項目和測試碼型
3. SAS發送端信號質量測試
4. SAS接收機抖動容限測試
5. SAS互連阻抗及回波損耗測試方案
二十四、 DDR3/4信號和協議測試
1. DDR 簡介
2. DDR信號的仿真驗證
3. DDR 信號的讀寫分離
4. DDR 的信號探測技術
5. DDR 的信號質量分析
6. DDR 的協議測試
二十五、 10G以太網簡介及信號測試方法
1. 以太網技術簡介
2. 10GBASE?T/MGBase?T/NBase?T的測試
3. XAUI和10GBASE?CX4測試方法
4. SFP+/10GBase?KR接口及測試方法
二十六、 10G CPRI接口時延抖動測試方法
1. 4G基站組網方式的變化
2. CPRI接口時延抖動的測試
3. 測試組網
4. 時延測試步驟
5. 抖動測試步驟
6. 測試結果分析
7. 測試方案優缺點分析
二十七、 100G背板性能的驗證
1. 高速背板的演進
2. 100G背板的測試項目
3. 背板的插入損耗、回波損耗、阻抗、串擾的測試
4. 背板傳輸眼圖和誤碼率測試
5. 發送端信號質量的測試
6. 100G背板測試總結
二十八、 100G光模塊接口測試方法
1. CEI測試背景和需求
2. CEI 28G VSR測試點及測試夾具要求
3. CEI 28G VSR輸出端信號質量測試原理
4. CEI 28G VSR輸出端信號質量測試方法
5. CEI 28G VSR輸入端壓力容限測試原理
6. CEI 28G VSR接收端壓力容限測試方法
7. 100G光收發模塊的測試挑戰
8. 100G光模塊信號質量及並行眼圖測試
9. 100G光模塊壓力眼及抖動容限測試
二十九、 400G以太網 PAM 4信號簡介及測試方法
1. 什麼是PAM 4信號？
2. PAM 4技術的挑戰
3. PAM 4信號的測試碼型
4. PAM 4發射機電氣參數測試
5. PAM 4的接收機容限及誤碼率測試
