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示波器不為人知的十二項功能

來源:昌昇自動化時間:2021-09-16

 

示波器是人們設計、製zhi造zao或huo修xiu理li電dian子zi設she備bei不bu可ke或huo缺que的de工gong具ju。在zai現xian今jin這zhe個ge快kuai節jie奏zou的de世shi界jie裏li,工gong程cheng師shi們men需xu要yao利li用yong目mu前qian最zui好hao的de工gong具ju來lai快kuai速su準zhun確que地di解jie決jue他ta們men所suo遇yu到dao的de測ce量liang難nan題ti。在zai工gong程cheng師shi看kan來lai,示波器是成功應對現今測量難題的關鍵所在。現代數字示波器擁yong有you可ke幫bang助zhu節jie省sheng時shi間jian的de特te性xing,如ru深shen存cun儲chu和he一yi係xi列lie分fen析xi工gong具ju等deng,可ke簡jian化hua高gao速su數shu字zi設she計ji帶dai來lai的de挑tiao戰zhan。下xia文wen由you昌chang昇sheng工gong程cheng師shi分fen別bie細xi數shu了le示shi波bo器qi或huo曾zeng不bu為wei人ren知zhi的de12項功能。


示波器不為人知的十二項功能


1.協議解碼

根據示波器波形顯示進行串行總線手動解碼既耗時又容易出錯。在這一相對簡單的I2C信號中,可能有問題存在。您能輕鬆找到這個問題嗎?甚至還能說出該信號代表什麼嗎?要對該數據包進行手動解碼,需尋找到包頭、數據位及包尾。利用時鍾狀態(黃色)對所有數據信號狀態(藍色)進行對照確認,然後將其轉換為十六進製數值。


在此將手動解碼與自動解碼示例進行比較。隻需定義時鍾和數據處於哪些通道上以及定義用於確定邏輯值(“1”和“0”)的閾值,就可以讓示波器獲悉正通過總線傳輸的協議。在一瞬間,就可對串行數據進行解碼並將其顯示出來,說明總線波形顯示中的起始位、地址位、數據位和結束位。對I2C總線而言,地址值和數據值能夠以十六進製方式顯示,或以二進製方式顯示。


2.網絡分析儀

需測量回波損耗(Sdd11)或插入損耗(Sdd21),但卻沒有TDR或VNA,怎麼辦?您可用高帶寬示波器jinxingyixiejinsiyuwangluofenxideceliang,jinguanzheyangzuohaoxiangyouxiechaochuqishiyongfanwei,erqiekendingyoumouxiejuxian。chuantongdepinlvxiangyingshijianceshishejiduikuaimaichongdeceliangyijiduixiangyingFFT的查看。除這種測量外,您還可以通過一些相當基礎的設置來測量回波損耗和插入損耗。


例如,一些高速標準(像PCIExpress3.0和USB3.0)包括有這樣的測量,一長串邏輯值“1”後接一長串“0”。這構成一種穩態條件或低頻狀態。然後,測試圖案變為時鍾或1010tuan,youchengweinaikuisitetu。duiqianhoudianyadianpingjinxingbijiao,dedaoyigebiaochengcharusunhaozhi。kecaiyonggengxianjindejishuyijizidingyixinhaojililaitiquqitaxiangxixinxi。


3.在DVD驅動器上播放影片


大型LCD屏幕還可用作什麼呢?可以肯定的是,您可以在示波器上觀看信號完整性分析指南,但更令人高興的是,您還可以觀看最近的電影(但是還不能觀看3D視頻)。

4.濾波

您是否需要用高帶寬示波器測量低頻信號但又不想有高頻噪音?許多示波器都具有數字信號處理功能,可進行濾波,包括低通濾波。下一次,您想在您12GHz示波器上測量100MHz時鍾時,可使用帶寬限製功能,以得到更佳的信噪比和更精確的測量值。


5.寬帶雷達測試
數字示波器早已具備FFT功能。隨著雷達和其他寬帶RF係統進入數字領域,現在示波器已具備瞬態或寬頻帶寬RF信號分析功能。您可以對無外部降頻轉頻器的寬帶雷達、高數據速率衛星鏈路或跳頻通信係統執行脈衝分析、數字解調和EVM測量。


6.改善垂直分辨率

大部分示波器的A/D分辨率為8個ge比bi特te。用yong不bu同tong的de采cai集ji模mo式shi,可ke按an如ru下xia所suo述shu,通tong過guo求qiu相xiang鄰lin采cai樣yang的de平ping均jun值zhi來lai提ti高gao垂chui直zhi分fen辨bian率lv。那na麼me,通tong過guo求qiu平ping均jun值zhi和he采cai用yong高gao分fen辨bian率lv模mo式shi可ke將jiang分fen辨bian率lv提ti高gao多duo少shao呢ne?理li論lun上shang講jiang,增zeng加jia值zhi為wei0.5Log2N,其中N為相鄰采樣的平均數。


實際情況是,2個字節的存儲深度限製了這一增加。兩個字節為16位。保留其中一位作為符號位,剩餘的15位用作數據數值。舍入誤差使第14位和第15位成為隨機值,從而使實際限值變為13位。因此,改善可從約六個有效位開始,用高度過采樣時可增至約13位。


7.基於示波器的信號發生器

由於許多示波器都裝有計算機I/O端口,比如USB端口或以太網端口,因此可使用這些端口來生成測試信號。隻需下載合適的軟件(可在許多標準機構的網站上查找到)來激活測試模式,您就擁有了一台信號發生器。


8.測試文件

如ru果guo您nin想xiang像xiang大da多duo數shu人ren那na樣yang在zai示shi波bo器qi上shang進jin行xing分fen析xi,則ze可ke能neng還hai需xu要yao有you一yi些xie測ce試shi文wen件jian。了le解jie許xu多duo集ji成cheng軟ruan件jian分fen析xi工gong具ju中zhong的de測ce試shi報bao告gao功gong能neng,可ke為wei您nin節jie約yue一yi些xie時shi間jian。想xiang要yao更geng高gao效xiao,您nin可ke以yi通tong過guo遠yuan程cheng控kong製zhi儀yi表biao指zhi令ling自zi動dong化hua分fen析xi和he測ce試shi報bao告gao的de操cao作zuo。即ji便bian是shi基ji本ben型xing示shi波bo器qi也ye具ju備bei針zhen對dui文wen件jian的de省sheng時shi功gong能neng,比bi如ru“保存全部”功能,隻需按下一個按鈕,即可保存截圖、波形數據和設置文件。


9.智能檢索

沒有正確的檢索工具的話,要在很長的波形記錄中找到您感興趣的事件可能會很耗時。如今,記錄長度日漸超過100萬wan數shu據ju點dian,要yao定ding位wei您nin的de事shi件jian可ke能neng意yi味wei著zhe需xu要yao瀏liu覽lan成cheng千qian上shang萬wan個ge信xin號hao活huo動dong屏ping。用yong軟ruan件jian搜sou索suo工gong具ju可ke簡jian化hua對dui長chang記ji錄lu的de瀏liu覽lan。甚shen至zhi有you前qian置zhi麵mian板ban控kong製zhi器qi,使shi您nin可ke快kuai速su進jin行xing縮suo放fang和he平ping移yi操cao作zuo,就jiu像xiang用yongDVR看視頻一樣。還可順便自動標注每個定義事件的發生情況,以便在各事件之間快速移動。


10.觸發
示shi波bo器qi的de觸chu發fa功gong能neng可ke在zai信xin號hao中zhong的de正zheng確que點dian進jin行xing同tong步bu水shui平ping掃sao描miao,對dui明ming確que的de信xin號hao檢jian定ding而er言yan,是shi不bu可ke缺que少shao的de。觸chu發fa控kong製zhi器qi允yun許xu您nin穩wen定ding重zhong複fu波bo形xing並bing捕bu捉zhuo單dan次ci觸chu發fa波bo形xing。

在高速調試應用中,您的電路可能會工作99.999%或更長的時間。而正是0.001%的時間會造成您的係統崩潰或正是您需要更詳細分析波形的一部分。高級觸發功能,如AB雙重事件觸發、窗口觸發、邏輯認證等等都有助於隔離問題,速度比在采集後搜索上百萬個數據樣本快很多。


11.儀器的遠程控製

您是否曾有過這樣的經曆:離li開kai實shi驗yan室shi之zhi前qian忘wang記ji檢jian查zha測ce量liang值zhi或huo保bao存cun測ce試shi結jie果guo?沒mei有you特te殊shu軟ruan件jian工gong具ju就jiu無wu法fa遠yuan程cheng訪fang問wen示shi波bo器qi了le嗎ma?幸xing運yun地di是shi,隻zhi需xu打da開kai瀏liu覽lan器qi,輸shu入ru示shi波bo器qi的deIP地址,就可輕鬆接入示波器。許多示波器,甚至基本型示波器,不僅可在實驗室中聯網,還可設置為可在線訪問的網絡服務器。


12.眼圖

什shen麼me是shi眼yan圖tu?通tong過guo眼yan圖tu,在zai高gao速su數shu字zi設she計ji領ling域yu工gong作zuo的de人ren士shi可ke識shi別bie多duo個ge比bi特te相xiang互hu疊die加jia,被bei廣guang為wei使shi用yong的de圖tu形xing。如ru何he才cai能neng在zai不bu挨ai個ge查zha看kan的de情qing況kuang下xia就jiu快kuai速su驗yan證zheng上shang百bai萬wan個ge比bi特te呢ne?在zai一yi張zhang瞬shun態tai圖tu中zhong,您nin能neng大da致zhi了le解jie會hui造zao成cheng係xi統tong運yun行xing不bu可ke靠kao的de時shi間jian變bian化hua、噪音、振(zhen)鈴(ling)和(he)其(qi)他(ta)信(xin)號(hao)完(wan)整(zheng)性(xing)的(de)影(ying)響(xiang)。大(da)部(bu)分(fen)示(shi)波(bo)器(qi)用(yong)戶(hu)都(dou)很(hen)熟(shu)悉(xi)這(zhe)一(yi)工(gong)具(ju),然(ran)而(er)許(xu)多(duo)人(ren)並(bing)沒(mei)有(you)意(yi)識(shi)到(dao)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)和(he)可(ke)視(shi)化(hua)技(ji)術(shu)方(fang)麵(mian)的(de)進(jin)步(bu),從(cong)而(er)加(jia)深(shen)對(dui)這(zhe)一(yi)基(ji)本(ben)圖(tu)形(xing)的(de)了(le)解(jie)。通(tong)過(guo)眼(yan)圖(tu),可(ke)基(ji)本(ben)了(le)解(jie)電(dian)壓(ya)電(dian)平(ping)和(he)邊(bian)緣(yuan)速(su)率(lv)等(deng)參(can)數(shu)值(zhi)。如(ru)果(guo)再(zai)進(jin)一(yi)步(bu)延(yan)伸(shen)這(zhe)一(yi)概(gai)念(nian),您(nin)可(ke)以(yi)用(yong)BER輪廓線(BERcontours)來推斷或預測誤碼率。下圖類似眼圖,但其顯示的誤碼率為定時抖動和電壓噪聲的函數。


結論
示波器簡單易學、容(rong)易(yi)操(cao)作(zuo),可(ke)幫(bang)助(zhu)您(nin)高(gao)效(xiao)工(gong)作(zuo),充(chong)分(fen)提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)率(lv),使(shi)您(nin)可(ke)將(jiang)精(jing)力(li)放(fang)在(zai)設(she)計(ji)而(er)非(fei)測(ce)量(liang)工(gong)具(ju)上(shang)。就(jiu)像(xiang)世(shi)上(shang)沒(mei)有(you)可(ke)作(zuo)為(wei)標(biao)準(zhun)的(de)汽(qi)車(che)司(si)機(ji)一(yi)樣(yang),世(shi)上(shang)也(ye)沒(mei)有(you)標(biao)準(zhun)的(de)示(shi)波(bo)器(qi)用(yong)戶(hu)。無(wu)論(lun)您(nin)將(jiang)示(shi)波(bo)器(qi)用(yong)於(yu)廣(guang)泛(fan)分(fen)析(xi)、用於濾波還是用於創建測試文件,最重要的是如何靈活操作您的示波器。

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