A silly question about accuracy of oscilliscope

Dear all
This is absolutely a silly question but I just want to dive in depth.
Some oscilloscope vendors claim the accuracy of their instruments can be as
small as about dozens of femtosecond.

My question is how to gauge so small accuracy? What kind of instrument can
be used to measure these fs-level oscilloscopes?

thanks


long.0.yang 4 years 5 months 21 days

5 answers


The best answer


You can select the best answer for current question!
Answered byHermann.Ruckerbauer 4 years 4 months 14 days
Is there anybody out there you can survive with simulation or with
measurement only ?
I think in today's environment this is not possible any more.
For simulation you need to have measurements to ensure you are still on
the right track.
For measurements it is not possible any more to measure where you want
to see the signal. Even if in this case the scope does some
"simulations" it is critical to understand simulations and to generate
models.

So understanding measurement including the accuracy/errors here and also
understanding simulations including all drawbacks/errors that comes with
this one is essential for any high speed digital work.

Hermann

EKH - EyeKnowHow 
Signal Quality - Made in Bavaria
Hermann Ruckerbauer
www.EyeKnowHow.de
Hermann.Ruckerbauer@xxxxxxxxxxxxx
Itzlinger Strasse 21a
94469 Deggendorf
Tel.:   +49 (0)991 / 29 69 29 05
Mobile: +49 (0)176  / 787 787 77
Fax:    +49 (0)3212 / 121 9008

Am 06.05.2016 um 00:19 schrieb Lyndell Asbenson:
A silly question? Yes to those whose life revolves around simulations, but to 
those who work with equipment, this is a very critical question. I was 
fortunate to have a on sight standards lab who gave me an invaluable 
education about NIST Tractability and  I have taken an MIT course on 
Measurement. I had an ATE tester that we calibrated using a 3ns transmission 
line. This transmission like was validated by NIST each year. 
Regards,
Lyndell Lee Asbenson

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On 
Behalf Of heidi_barnes@xxxxxxxxxxxx
Sent: Friday, April 29, 2016 1:54 PM
To: billh@xxxxxxxxxxxxx; long.0.yang@xxxxxxxxx; si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: A silly question about accuracy of oscilliscope

At Keysight we use NIST traceable standards to calibrate the instruments :).
NIST has a few ways to measure femto-seconds and claims they can go down to 
10 femto-seconds.
http://tf.nist.gov/phase/
 
-Heidi

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On 
Behalf Of Bill Hargin (Nan Ya, USA)
Sent: Friday, April 29, 2016 10:55 AM
To: long.0.yang@xxxxxxxxx; 'SI LIST' 
Subject: [SI-LIST] Re: A silly question about accuracy of oscilliscope

I gauge it by gut feel. 
 
Bill Hargin
Director of North American Sales and Marketing Nan Ya Copper-Clad Laminates
billh@xxxxxxxxxxxxx   â?ª  425-301-4425  â?ª  Skype: bill.hargin

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On 
Behalf Of Long Yang
Sent: Friday, April 29, 2016 9:58 AM
To: SI LIST
Subject: [SI-LIST] A silly question about accuracy of oscilliscope

Dear all
This is absolutely a silly question but I just want to dive in depth.
Some oscilloscope vendors claim the accuracy of their instruments can be as 
small as about dozens of femtosecond.

My question is how to gauge so small accuracy? What kind of instrument can be 
used to measure these fs-level oscilloscopes?

thanks


Answered byal 4 years 4 months 14 days
Hermann, 
Great points.   I would add that performing simulations and making measurements 
are only tasks, and by themselves do not constitute a tight design methodology 
for high confidence design.   Benchmarking, tuning simulations, and a good 
S-parameter quality process are vitally important, again, all with standards 
which provide a known outcome or result.

Measurements are not done correctly, de-embedding is an issue when isolating 
structures, obtaining correct material properties and models is non trivial, 
and sorry EDA companiesâ?¦ many of the tools have issues and simply donâ??t 
work very well at the higher frequencies, making the case for careful 
benchmarking with a host of standards.   

To address the original question:   I think accuracy of a scope is fairly 
complicated involving effective number of bits for the sampler (ENOB), non 
linearity of the sampler front end (3rd order intercept), time base accuracy 
and jitter (the new time bases for low jitter work are very good).   I would 
create a very low spurious sine wave and sample it, do an FFT and look at the 
magnitude and phase information, versus a spectrum analysis.   Questions like 
that are not really silly at all if it gets you thinking.

- Al Neves




       





Products for the Signal Integrity Practitioner



Alfred P. Neves
Chief Technologist

 

Office: 503-679-2429

www.wildrivertech.com 
 2015 Best In Design&Test Finalist








On May 5, 2016, at 11:02 PM, Hermann Ruckerbauer 
 wrote:

Is there anybody out there you can survive with simulation or with
measurement only ?
I think in today's environment this is not possible any more.
For simulation you need to have measurements to ensure you are still on
the right track.
For measurements it is not possible any more to measure where you want
to see the signal. Even if in this case the scope does some
"simulations" it is critical to understand simulations and to generate
models.

So understanding measurement including the accuracy/errors here and also
understanding simulations including all drawbacks/errors that comes with
this one is essential for any high speed digital work.

Hermann

EKH - EyeKnowHow 
Signal Quality - Made in Bavaria
Hermann Ruckerbauer
www.EyeKnowHow.de
Hermann.Ruckerbauer@xxxxxxxxxxxxx
Itzlinger Strasse 21a
94469 Deggendorf
Tel.: +49 (0)991 / 29 69 29 05
Mobile:       +49 (0)176  / 787 787 77
Fax:  +49 (0)3212 / 121 9008

Am 06.05.2016 um 00:19 schrieb Lyndell Asbenson:
A silly question? Yes to those whose life revolves around simulations, but 
to those who work with equipment, this is a very critical question. I was 
fortunate to have a on sight standards lab who gave me an invaluable 
education about NIST Tractability and  I have taken an MIT course on 
Measurement. I had an ATE tester that we calibrated using a 3ns transmission 
line. This transmission like was validated by NIST each year. 
Regards,
Lyndell Lee Asbenson

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On 
Behalf Of heidi_barnes@xxxxxxxxxxxx
Sent: Friday, April 29, 2016 1:54 PM
To: billh@xxxxxxxxxxxxx; long.0.yang@xxxxxxxxx; si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: A silly question about accuracy of oscilliscope

At Keysight we use NIST traceable standards to calibrate the instruments :).
NIST has a few ways to measure femto-seconds and claims they can go down to 
10 femto-seconds.
http://tf.nist.gov/phase/

-Heidi

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On 
Behalf Of Bill Hargin (Nan Ya, USA)
Sent: Friday, April 29, 2016 10:55 AM
To: long.0.yang@xxxxxxxxx; 'SI LIST' 
Subject: [SI-LIST] Re: A silly question about accuracy of oscilliscope

I gauge it by gut feel. 

Bill Hargin
Director of North American Sales and Marketing Nan Ya Copper-Clad Laminates
billh@xxxxxxxxxxxxx   â?ª  425-301-4425  â?ª  Skype: bill.hargin

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On 
Behalf Of Long Yang
Sent: Friday, April 29, 2016 9:58 AM
To: SI LIST
Subject: [SI-LIST] A silly question about accuracy of oscilliscope

Dear all
This is absolutely a silly question but I just want to dive in depth.
Some oscilloscope vendors claim the accuracy of their instruments can be as 
small as about dozens of femtosecond.

My question is how to gauge so small accuracy? What kind of instrument can 
be used to measure these fs-level oscilloscopes?

thanks


Answered byLyndell.Asbenson 4 years 4 months 15 days
A silly question? Yes to those whose life revolves around simulations, but to 
those who work with equipment, this is a very critical question. I was 
fortunate to have a on sight standards lab who gave me an invaluable education 
about NIST Tractability and  I have taken an MIT course on Measurement. I had 
an ATE tester that we calibrated using a 3ns transmission line. This 
transmission like was validated by NIST each year. 
Regards,
Lyndell Lee Asbenson

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On 
Behalf Of heidi_barnes@xxxxxxxxxxxx
Sent: Friday, April 29, 2016 1:54 PM
To: billh@xxxxxxxxxxxxx; long.0.yang@xxxxxxxxx; si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: A silly question about accuracy of oscilliscope

At Keysight we use NIST traceable standards to calibrate the instruments :).
NIST has a few ways to measure femto-seconds and claims they can go down to 10 
femto-seconds.
http://tf.nist.gov/phase/
 
-Heidi

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On 
Behalf Of Bill Hargin (Nan Ya, USA)
Sent: Friday, April 29, 2016 10:55 AM
To: long.0.yang@xxxxxxxxx; 'SI LIST' 
Subject: [SI-LIST] Re: A silly question about accuracy of oscilliscope

I gauge it by gut feel. 
 
Bill Hargin
Director of North American Sales and Marketing Nan Ya Copper-Clad Laminates
billh@xxxxxxxxxxxxx   ?  425-301-4425  ?  Skype: bill.hargin

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On 
Behalf Of Long Yang
Sent: Friday, April 29, 2016 9:58 AM
To: SI LIST
Subject: [SI-LIST] A silly question about accuracy of oscilliscope

Dear all
This is absolutely a silly question but I just want to dive in depth.
Some oscilloscope vendors claim the accuracy of their instruments can be as 
small as about dozens of femtosecond.

My question is how to gauge so small accuracy? What kind of instrument can be 
used to measure these fs-level oscilloscopes?

thanks


Answered byheidi_barnes 4 years 5 months 20 days
At Keysight we use NIST traceable standards to calibrate the instruments :).
NIST has a few ways to measure femto-seconds and claims they can go down to 10 
femto-seconds.
http://tf.nist.gov/phase/
 
-Heidi

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On 
Behalf Of Bill Hargin (Nan Ya, USA)
Sent: Friday, April 29, 2016 10:55 AM
To: long.0.yang@xxxxxxxxx; 'SI LIST' 
Subject: [SI-LIST] Re: A silly question about accuracy of oscilliscope

I gauge it by gut feel. 
 
Bill Hargin
Director of North American Sales and Marketing Nan Ya Copper-Clad Laminates
billh@xxxxxxxxxxxxx   ?  425-301-4425  ?  Skype: bill.hargin

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On 
Behalf Of Long Yang
Sent: Friday, April 29, 2016 9:58 AM
To: SI LIST
Subject: [SI-LIST] A silly question about accuracy of oscilliscope

Dear all
This is absolutely a silly question but I just want to dive in depth.
Some oscilloscope vendors claim the accuracy of their instruments can be as 
small as about dozens of femtosecond.

My question is how to gauge so small accuracy? What kind of instrument can be 
used to measure these fs-level oscilloscopes?

thanks


Answered bybillh 4 years 5 months 21 days
I gauge it by gut feel. 
 
Bill Hargin  
Director of North American Sales and Marketing
Nan Ya Copper-Clad Laminates
billh@xxxxxxxxxxxxx   ?  425-301-4425  ?  Skype: bill.hargin

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On 
Behalf Of Long Yang
Sent: Friday, April 29, 2016 9:58 AM
To: SI LIST
Subject: [SI-LIST] A silly question about accuracy of oscilliscope

Dear all
This is absolutely a silly question but I just want to dive in depth.
Some oscilloscope vendors claim the accuracy of their instruments can be as 
small as about dozens of femtosecond.

My question is how to gauge so small accuracy? What kind of instrument can be 
used to measure these fs-level oscilloscopes?

thanks