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1、示波器可能不為人知的十二般武藝發(fā)布時(shí)間:2010-09-1512:32:16?示波器是人們?cè)O(shè)計(jì)、制造或修理電子設(shè)備不可或缺的工具。在現(xiàn)今這個(gè)快節(jié)奏的世界里,工程師們需要利用目前最好的工具來快速準(zhǔn)確地解決他們所遇到的測(cè)量難題。在工程師看來,示波器是成功應(yīng)對(duì)現(xiàn)今測(cè)量難題的關(guān)鍵所在。現(xiàn)代數(shù)字示波器擁有可幫助節(jié)省時(shí)間的特性,如深存儲(chǔ)和一系列分析工具等,可簡(jiǎn)化高速數(shù)字設(shè)計(jì)帶來的挑戰(zhàn)。下文分別細(xì)數(shù)了示波器或曾不為人知的12項(xiàng)功能。?1.協(xié)議解碼?根據(jù)示波器波形顯示進(jìn)行串行總線手動(dòng)解碼既耗時(shí)又容易出錯(cuò)。在這一相對(duì)簡(jiǎn)單的I2C信號(hào)中,可能有問題存在。您能輕松找到這個(gè)問題嗎?甚至還能說出該信號(hào)
2、代表什么嗎?要對(duì)該數(shù)據(jù)包進(jìn)行手動(dòng)解碼,需尋找到包頭、數(shù)據(jù)位及包尾。利用時(shí)鐘狀態(tài)(**)對(duì)所有數(shù)據(jù)信號(hào)狀態(tài)(藍(lán)色)進(jìn)行對(duì)照確認(rèn),然后將其轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)值。?圖1:示波器上的I2C信號(hào)?在此將手動(dòng)解碼與自動(dòng)解碼示例進(jìn)行比較。只需定義時(shí)鐘和數(shù)據(jù)處于哪些通道上以及定義用于確定邏輯值(“1”和“0”)的閾值,就可以讓示波器獲悉正通過總線傳輸?shù)膮f(xié)議。在一瞬間,就可對(duì)串行數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼并將其顯示出來,說明總線波形顯示中的起始位、地址位、數(shù)據(jù)位和結(jié)束位。對(duì)I2C總線而言,地址值和數(shù)據(jù)值能夠以十六進(jìn)制方式顯示,或以二進(jìn)制方式顯示。??圖2:自動(dòng)I2C解碼2.網(wǎng)絡(luò)分析儀?需測(cè)量回波損耗(Sdd1
3、1)或插入損耗(Sdd21),但卻沒有TDR或VNA,怎么辦?您可用高帶寬示波器進(jìn)行一些近似于網(wǎng)絡(luò)分析的測(cè)量,盡管這樣做好像有些超出其使用范圍,而且肯定有某些局限。傳統(tǒng)的頻率響應(yīng)時(shí)間測(cè)試涉及對(duì)快脈沖的測(cè)量以及對(duì)響應(yīng)FFT的查看。除這種測(cè)量外,您還可以通過一些相當(dāng)基礎(chǔ)的設(shè)置來測(cè)量回波損耗和插入損耗。?例如,一些高速標(biāo)準(zhǔn)(像PCIExpress3.0和USB3.0)包括有這樣的測(cè)量,一長(zhǎng)串邏輯值“1”后接一長(zhǎng)串“0”。這構(gòu)成一種穩(wěn)態(tài)條件或低頻狀態(tài)。然后,測(cè)試圖案變?yōu)闀r(shí)鐘或1010圖案,又稱為奈奎斯特圖。對(duì)前后電壓電平進(jìn)行比較,得到一個(gè)標(biāo)稱插入損耗值??刹捎酶冗M(jìn)的技術(shù)以及自定義信
4、號(hào)激勵(lì)來提取其他詳細(xì)信息。在一篇題為“在數(shù)字存儲(chǔ)示波器上進(jìn)行以太網(wǎng)微分回波損耗測(cè)量”的白皮書(www2.tek.com/cmswpt/tidetails.lotr?cs=wpp&ci=2748)上可找到有關(guān)某一程序的技術(shù)概覽的佳作。???圖3:64個(gè)“1”及64個(gè)“0”后接“1010”的圖形??3.在DVD驅(qū)動(dòng)器上播放影片?大型LCD屏幕還可用作什么呢?可以肯定的是,您可以在示波器上觀看信號(hào)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(cè)量低頻信號(hào)但又不想有高頻噪音?許多示波器都具有數(shù)字信號(hào)處理功能,可
5、進(jìn)行濾波,包括低通濾波。下一次,您想在您12GHz示波器上測(cè)量100MHz時(shí)鐘時(shí),可使用帶寬限制功能,以得到更佳的信噪比和更精確的測(cè)量值。?5.寬帶雷達(dá)測(cè)試?數(shù)字示波器早已具備FFT功能。隨著雷達(dá)和其他寬帶RF系統(tǒng)進(jìn)入數(shù)字領(lǐng)域,現(xiàn)在示波器已具備瞬態(tài)或?qū)掝l帶寬RF信號(hào)分析功能。您可以對(duì)無外部降頻轉(zhuǎn)頻器的寬帶雷達(dá)、高數(shù)據(jù)速率衛(wèi)星鏈路或跳頻通信系統(tǒng)執(zhí)行脈沖分析、數(shù)字解調(diào)和EVM測(cè)量。???圖4:顯示寬帶雷達(dá)信號(hào)的示波器?6.改善垂直分辨率?大部分示波器的A/D分辨率為8個(gè)比特。用不同的采集模式,可按如下所述,通過求相鄰采樣的平均值來提高垂直分辨率。那么,通過求平均值和采用高分辨率模
6、式可將分辨率提高多少呢?理論上講,增加值為0.5Log2N,其中N為相鄰采樣的平均數(shù)。?實(shí)際情況是,2個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)深度限制了這一增加。兩個(gè)字節(jié)為16位。保留其中一位作為符號(hào)位,剩余的15位用作數(shù)據(jù)數(shù)值。舍入誤差使第14位和第15位成為隨機(jī)值,從而使實(shí)際限值變?yōu)?3位。因此,改善可從約六個(gè)有效位開始,用高度過采樣時(shí)可增至約13位。?????圖5:提高垂直分辨率??7.基于示波器的信號(hào)發(fā)生器?由于許多示波器都裝有計(jì)算機(jī)I/O端口,比如USB端口或以太網(wǎng)端口,因此可使用這些端口來生成測(cè)試信號(hào)。只需下載合適的軟件(可在許多標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的網(wǎng)站上查找到)來激活測(cè)試模式,您就擁有了一臺(tái)信號(hào)發(fā)生
7、器。?8.測(cè)試文件?如果您想像大多數(shù)人那樣在示波器上進(jìn)行分析,則可能還需要有一些測(cè)試文件。了解許多集成軟件分析工具中的測(cè)試報(bào)告功能,可為您節(jié)約一些時(shí)間。想要更高效,您可以通過遠(yuǎn)程控制儀表指令自動(dòng)化分析和測(cè)試報(bào)告的操作。即便是基本型示波器也具備針對(duì)文件的省時(shí)功能,比如“保存全部”功能,只需按下一個(gè)按鈕,即可保存截圖、波形數(shù)據(jù)和設(shè)置文件。??圖6:文件測(cè)試報(bào)告功能的用途??9.智能檢索?沒有正確的檢索工具的話,要在很長(zhǎng)的波形記錄中找到您感興趣的事件可能會(huì)很耗時(shí)。如今,記錄長(zhǎng)度日漸超過100萬數(shù)據(jù)點(diǎn),要定位您