中心議題：

• 影響數字示波器時(shí)間測量不確定性的因素是：采樣間隔和測量間隔
• 采樣間隔與示波器的測量?jì)炔逅惴ê蜁r(shí)基短期穩定性有關(guān)
• 測量間隔與示波器時(shí)基有關(guān)

對于力科WaveMaster系列示波器，時(shí)間間隔測量精度=±((0.06 * 采樣間隔) +(1 ppm的測量間隔))。這一公式反映了數字示波器上時(shí)間測量不確定性的兩個(gè)主要來(lái)源，采樣間隔和1ppm的測量間隔。后者表示由于示波器時(shí)基導致的不確定性。WaveMaster系列示波器采用1 ppm的時(shí)基，影響著(zhù)較長(cháng)的時(shí)間間隔。例如，如果測量的是1 GHz時(shí)鐘(1 ns周期)，那么由于時(shí)基導致的不確定性是1 fs。

時(shí)間間隔精度的第一個(gè)部分(0.06 * 采樣間隔)與示波器的測量?jì)炔逅惴ê蜁r(shí)基短期穩定性有關(guān)。在力科示波器中，時(shí)基對不確定性的影響非常小。內插算法是用來(lái)計算出信號穿越在某設定的電平的時(shí)間上軸上確切時(shí)刻。鑒于力科提供了80 GS/s的最大采樣率，在有些情況下需要使用內插。在任何一定邊沿上存在三個(gè)或三個(gè)以下的樣點(diǎn)時(shí)，示波器中會(huì )自動(dòng)執行內插。在整個(gè)波形上不執行內插。但是，在測量中只內插越過(guò)門(mén)限周?chē)狞c(diǎn)。為找到穿越點(diǎn)，我們使用立方內插，然后線(xiàn)性擬合到內插的數據，如圖1所示 內插精度取決于許多因素。主要因素是信號的跳變時(shí)間、采樣率、垂直噪聲和有效垂直分辨率。圖2是通過(guò)使用簡(jiǎn)單的模型，利用8位數字化器以20 GS/s采樣率對300 ps邊沿信號的典型計算方式。信號幅度是全標的80%。
垂直分辨率和時(shí)間分辨率之間的關(guān)系是：Dt = Dv/ dv/dt
其中：Dt – 時(shí)間不確定性
          Dv – 幅度不確定性
          dv/dt – 跳變沿

對1 l.s.b.(1/256的全標)的垂直不確定性，以及在6個(gè)樣點(diǎn)中0.8的全標的跳變沿(300 ps @ 50 ps/樣點(diǎn))，等效時(shí)間不確定性為：Dt = (1/256) / (0.8/6)= 0.03個(gè)采樣周期 由于采樣周期是50 ps，這一測量的不確定性是1.5 ps。這種時(shí)間不確定性適用于任何一項測量。 大多數這類(lèi)測量不是以孤立方式進(jìn)行的。多次測量允許用戶(hù)研究測量值的變化。 在多次測量中，測量值的平均值的不確定性會(huì )下降。對高斯分布，測量不確定性會(huì )以測量次數的平方根下降。因此，重復測量100次可以使采樣平均值的精度提高10倍。圖3顯示了在700 MHz方波上進(jìn)行20次period@ level參數測量的結果。每次測量都在包括35,000個(gè)周期的采集上執行。這會(huì )把指定的不確定性降低到大約16 fs。測量與頻率計數器相關(guān)，頻率計數器的測量結果也繪制在了圖上。注意，示波器測量很好地位于歸一化后的指標極限內，與計數器測量結果高度一致。注意，圖上的水平標度是每格20 fs。 使用采樣數據不會(huì )把定時(shí)測量精度限制在采樣周期中?？梢砸詐s級的分辨率在正確采樣的波形上進(jìn)行定時(shí)測量，并支持直到幾十fs的中間值統計精度。