Siglent鼎阳SDS800X HD示波器评测和演示(一)

这篇是国外论坛eevblog上大神写的鼎阳SDS800X HD示波器评测和演示，对各类示波器评测有一定的指导意义，并且可以学习一些示波器的基础概念和硬件知识。本文因为是英译中，部分内容可能有出入，如需查看原文，请访问Siglent SDS800X HD Review & Demonstration Thread，以下为正式内容

我决定评估SDS824X HD并将结果发布在这里。

为什么选择SDS800X HD而不是 SDS1000X HD？

我认为SDS800X HD将是鼎阳产品线中最受业余爱好者和小型企业欢迎的产品，最终会取代成功的SDS1000X-E系列。尽管和SDS1000X HD存在一些差异，但大多数差异是体验上的差异（50 欧姆输入除外），因此SDS800X HD测试结果对于SDS1000X HD应该也有效。

我曾经在这里列出了SDS800X HD和SDS1000X HD之间的明显区别（#45楼）：https://www.eevblog.com/forum/testgear/siglent-just-drop-its-mic-new-sds800hd-12bit -scope-crazy-price-leaked/msg5212773/#msg5212773

同时，我有一份已确认的差异列表 -SDS800X HD 没有外触发输入。 -只有200 MHz SDS800X HD具有 100 Mpts存储深度，较低型号只有 50 Mpts存储深度。 -SDS800X HD没有50欧姆输入。 -SDS800X HD的串行协议较少：缺少CAN-FD和FlexRay。 -SDS800X HD只有两个 USB 主机端口。 -SDS800X HD只有7英寸电容式触摸屏，但分辨率相同为1024 x 600。 -SDS800X HD不支持探头检测。 -SDS800X HD不支持泰克模式。 -SDS800X HD不支持高级测量显示模式M2。 -SDS800X HD不支持测量直方图二次缩放。 -SDS800X HD没有实时时钟RTC。 +SDS800X HD支持网络时间协议NTP。

我的第一印象非常积极。仪器感觉很扎实，显示屏显得有点小，特别是对于习惯了SDS2000系列10.1英寸屏幕的人来说，但分辨率是一样的，明亮、清晰。

操作感觉很流畅，看起来（至少）与SDS2000X Plus/HD系列不相上下。

风扇噪音与SDS1104X-E大致相同，可能会有点烦人，用户可以对风扇做一些优化。

启动时间少于 40 秒。

抱歉，我还没有尝试安装网络浏览器或 PDF 阅读器或玩厄运，尽管我知道这些可能是某些人最重要的功能。

闲话少叙，让我们看看性能——我必须提前声明，与值得信赖的1000X-E系列相比，有很多进步——几乎是一个完全不同的世界。

带宽

让我们从带宽开始。即使打开所有通道，我们也希望获得标定的带宽，我们不想处理太多的混叠问题。 首先，打开单个通道速率为 2 GSa/s时：

SDS824X_HD_FR_2GSa_log 200 MHz时的幅度下降小于 2 dB，实际 -3 dB 带宽为 244 MHz。

然后，当打开两个通道以 1 GSa/s 的速率使用时，频率响应甚至更好一点：

SDS824X_HD_FR_1GSa_log 200 MHz 时的幅度下降 < 1.8 dB，实际 -3 dB 带宽为 245 MHz。

最后，我们看看打开所有的四个通道，速率为 500 MSa/s 时的情况：

SDS824X_HD_FR_500MSa_log 实际带宽限制为宣传的 200 MHz。脉冲响应

对于所有的这些测试，给通道 4 输入上升时间为 1 ns 的 10 MHz 方波。

让我们从单通道模式 2 GSa/s 开始：

                                      SDS824X_HD_PR_2GSa_Zoom_Stop

在停止模式下，即使放大 20倍（主窗口：100 mV/div，缩放：5 mV/div），我们也能清晰地看到脉冲顶部的缺陷。上升时间测量值约为预期的 1.8 ns，对应于 SDS824X HD 的 1.5 ns 上升时间。这远低于 200 MHz 型号标定的 1.8 ns 上升时间。 在运行模式下，我们可以看到一些由于噪声而产生的调制波形，但可以通过使用数学平均算子来解决：

                           SDS824X_HD_PR_2GSa_Zoom_Avg16

如果您想知道为什么脉冲顶部的缺陷在上一张图中如此明显，这只是当使用没有 50 欧姆输入的示波器时，我们会为不完美的阻抗匹配付出代价。外部端接 50 欧姆始终是一种折衷方案，工作频率最高可达 70 MHz。快速边沿（例如本例中的 1 ns 上升时间）占用 600 MHz 带宽。脉冲发生器的输出阻抗也不是完美的 50 欧姆，这两种现象结合起来导致在脉冲的前约 16 ns 中出现反射。

当然，可以证明更好的阻抗匹配来改善这种情况。为此，我使用了带有两个 10 dB 18 GHz 德国 Narda 串联衰减器（两端各一个）的优质 18 GHz电缆，以确保信号发生器和示波器之间的任何反射都有足够的衰减。由于总共有 20 dB 的衰减，我还必须将信号发生器的输出电平增加 20 dB。信号发生器原来是 6 V 幅度，但在该幅度下，其上升时间被限制最小 1.2 ns ，因此将信号发生器输出 3 V 并将示波器档位提高到 50 mV/div，以便获得 1 ns 上升时间：

                                 SDS824X_HD_PR_2GSa_Zoom_Avg16_Match

打开两个通道时，采样率降至 1 GSa/s：

                                       SDS824X_HD_PR_1GSa 现在过冲更加明显（可能是因为滤波器），但上升时间测量没有改变。

打开四个通道时，采样率降至 500 MSa/s：

                                    SDS824X_HD_PR_500MSa 我们可以看到轻微波形重建错误以及相当明显的吉布斯耳朵。上升时间测量有 27% 的偏差，因此我们可以说，这种配置不适合表征上升时间 < 2 ns 的脉冲。

当信号上升时间为 2ns 时，我们可以测量 2.6 ns：假设 SDS824X HD 的上升时间为 1.5 ns，则该测量值仅相差约 5%，应该已经可以接受。

此外，我们可以使用点显模式来消除任何波形重建错误：

                        SDS824X_HD_PR_500MSa_2ns_Dots噪声和杂散

这是打开所有通道的噪声演示，其中带宽限制为真正的 200 MHz。 下图显示了各种条件下的噪声：

Ch.1：输入开路，200 MHz 带宽；

Ch.2：输入开路，20 MHz 带宽；

Ch.3：输入 50 欧姆端接，200 MHz 带宽；

Ch.4：输入 50 欧姆端接，20 MHz 带宽；

由于低于约 300 kHz 的前端噪声具有明显的 1/f 特性，因此结果在很大程度上取决于带宽下限。

我们从 100 kHz 开始：

                                SDS824X_HD_Noise_100kHz-200MHz_4Ch

与 10 kHz 带宽下限进行比较：

                                        SDS824X_HD_Noise_10kHz-200MHz_4Ch

1 kHz 带宽下限：

                                     SDS824X_HD_Noise_1kHz-200MHz_4Ch

最后 200 Hz 带宽下限：

                                   SDS824X_HD_Noise_200Hz-200MHz_4Ch

下图您可以看到高达 25 MHz 的噪声特性，RBW 约为 90 Hz。为了防止混叠的影响，噪声测量是在打开了 20 MHz 带宽限制的输入通道上进行的。由于通道 20 MHz 带宽限制器仅为一阶，因此添加了 30 MHz 数字低通滤波器。

                               SDS824X_HD_Noise_20Hz-25MHz_4Ch_F30M

噪声特性是高频（HF）路径中 MOSFET 输入缓冲器和低频（LF）路径中 FET 运算放大器的 1/f 噪声的组合，该噪声由高衰减的信号输入，在重组之前必须再次放大两条路径的该信号。

我们可以在前面一张图中清楚地看到这一点：

在 300 kHz 时，测得的噪声水平为 -150.894 dBV，这对应于 RBW 为 89 Hz 时的噪声密度仅为 3 nV/√Hz。下表显示了完整的测量结果：

300 kHz：-150.894 dBV 3.0 nV/√Hz

100 kHz：-144.227 dBV 6.5 nV/√Hz

30 kHz：-135.927 dBV 16.9 nV/√Hz

10 kHz：-125.303 dBV 57.5 nV/ √Hz

3 kHz：-116.034 dBV 167.2 nV/√Hz

1 kHz：-111.083 dBV 295.6 nV/√Hz

300 Hz：-111.665 dBV 276.5 nV/√Hz

100 Hz：-108.281 dBV 408.2 nV/√Hz

在 10 MHz 时，噪声密度已降至约 2.4 nV/√Hz。

最后让我们看一下杂散信号（CH.4，50 欧姆端接，20 MHz 带宽限制）：

                                   SDS824X_HD_Spurs_200Hz-200MHz_4Ch

峰值列表显示10个最强的杂散信号，其中除单个信号外（杂散频率为 1.14155 MHz，即 3.85 µVrms），所有信号均等于或低于 1 µVrms。这是非常好的，尤其是这个级别的示波器。