用于更高通道数 R&S MXO 4、5、5C 示波器如何同步

如今，示波器除了传统的4通道型号外，还出现了8通道版本，但多种应用需求需要具备更多模拟通道的测量系统。多通道示波器测量的主要考虑因素包括设置测量系统所需的努力、功能上的潜在权衡，以及仪器之间所需的时间精度。本教育笔记介绍了四种不同方法，用于同步多台R&S MXO 4/5/5C示波器以实现更高通道数的测量。本文将帮助您了解如何构建一个多范围系统 ─ 明确应考虑哪些变量

简单触发输出到触发输入

用电缆将第一个示波器的触发输出连接到第二个示波器的触发输入是最简单直接的方法。当第一个示波器触发时，仪器会通过触发输出路径发送一个脉冲。将第二个示波器的触发设置为外部触发，当它检测到来自第一个示波器的脉冲时，就会开始采集。这使得两个仪器都可以基于第一个示波器的触发来采集信号。

两个仪器之间的触发点将偏离，偏离的量等于仪器触发后，范围1发出触发输出脉冲所需的时间。对于R&S MXOs，此触发延迟时间可由用户定义。默认值为800 ns。

它很容易用下图所示的方法在五分钟内描述这种触发延迟。使用相同的被动探头，将每个示波器的C1连接到同一个快速边沿源，例如示波器的探头补偿信号。“边沿”触发两个示波器，使用相同的边沿参考电平。将示波器1的触发输出信号连接到示波器2的C2输入。启动一次采集。示波器2将显示触发信号，以及在延迟后显示的触发输出信号。使用光标或延迟测量来测量这两个边沿之间的时间。该测量值即为所需触发输出延迟时间，用于将两个示波器的触发对齐到同一时间点。

单个示波器和两个示波器之间可能的时间误差来源 示波器

触发单个仪器中的抖动

需注意潜在的时序误差来源，并确定是否存在消除这些误差的方法。对于单个R&S MXO示波器，触发抖动是指仪器基于指定触发事件，在每次采集中触发时间点的变化。R&S MXO示波器配备有数字触发架构，可确保每次采集均精确命中相同的触发点。MXO触发抖动的测量值达到业界最佳水平，小于1 ps rms。

示波器时间基准准确性

两个示波器之间时间误差的来源是它们时间基准的不匹配。仪器的时间基准由内部生成的10 MHz时钟系统决定。该时钟系统的指定精度可以在仪器的数据手册中找到，以每百万分之一（ppm）表示。使用时间基准精度误差更小的示波器可以获得更高精度的时间测量。如果时间基准的精度为1 ppm，意味着实际时间基准可能偏离理想的10 MHz值10 Hz。因此，实际时间基准可能低至9.99999 MHz，也可能高至10.00001 MHz。周期误差等于1/Fmax减去1/Fmin。潜在的时间误差等于捕捉采集时间所需时钟周期数乘以时钟周期的潜在周期误差。时间基准精度误差在采集时间远离触发点时会产生更大的绝对误差。对于时间基准精度为1 ppm且在毫秒量级采集的示波器，时间基准精度误差将在纳秒量级。

2.1.2 触发输出到触发输入方法的优缺点

优势：

─ 该方法支持异构仪器环境。用户甚至可以搭配来自不同制造商的示波器。

─ 几乎没有在任一范围内减少功能。

可扩展至两个以上范围。

测量系统在整体更新率上仅产生极小的降低。

波形和测量持久性在运行模式下工作。

贸易权衡：

手动努力确定所需的触发偏移值

手动努力正确地在各个范围内设置触发机制

手动设置10 MHz参考时钟同步

无法在一台仪器上看到、测量和分析所有波形。在采集到这些信号的示波器上，信号是相互隔离的。没有能力轻松地在不同仪器之间进行测量、运算或分析。

R&S MXO oscilloscopes 配备一个名为 ScopeSync 的标准功能。ScopeSync 自动化同步任务，并导入模拟波形数据，以促进在多台同步示波器之间进行便捷的测量、数学运算和分析。

R&S ScopeSync 支持在 MXO4、5 和 5C 示波器之间存在的异构环境。每台仪器可能具有不同的带宽、采样率、内存深度、时基、ADC 分辨率、通道滤波器及其他属性。R&S ScopeSync 基于触发输出至触发输入的方法构建。R&S ScopeSync 自动化了多项手动任务，在每次采集后将所有模拟波形导入到单个仪器中。我们来快速查看一下使用 ScopeSync 用户界面的步骤。

R&S ScopeSync 与手动方式的优缺点对比 触发输出到触发输入方法

R&S ScopeSync 使两台仪器的同步变得快速且简单。优势包括：

ScopeSync 自动化在各仪器之间精确对齐触发点

消除跨示波器的时间基准精度漂移误差，通过自动化将10 MHz参考输入设置同步至参考输出设置

同步范围Sync自动将范围2的波形导入范围1

光标、测量、数学运算和分析可无缝应用于所有获取的信号。

权衡包括：

总体更新率在Scope 2波形导入完成后才进行新采购时降低。

专用于单次采集模式。运行模式由连续的单次采集组成，因此没有波形也无测量结果的持久化。

数字渠道可在一级范围使用，但不会从二级范围导入。

结论

当同步示波器时，有几个因素对于准确测量至关重要。R&S ScopeSync 功能可自动化许多手动任务。此外，该功能将所有采集的波形集中到单一仪器上，用于查看、测量和分析。