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混合信号示波器为许多杂乱的测验供给了抱负的解决方案

混合信号示波器为许多复杂的测试提供了理想的解决方案-当代电子电路设计中,特别是嵌入式电路设计,面临很多新技术的挑战,如:更多的总线应用,更高速的时钟和数字信号,集成度更高的PCB设计,很多设计中还融入了RF功能。面对这样的设计工作,工程师需要相应的测试手段和工具,来完成比以往更加复杂的测试任务。为了解系统的整体工作特性,工程师只有同时测量模拟、数字信号,甚至包括总线信号,才能了解系统故障的原因和掌握信号和指令的时序和逻辑关系。

今世电子电路规划中,特别是嵌入式电路规划,面临许多新技能的应战,如:更多的总线运用,更高速的时钟和数字信号,集成度更高的PCB规划,许多规划中还融入了RF功用。面临这样的规划作业,工程师需求相应的测验手法和东西,来完结比以往愈加杂乱的测验使命。为了解体系的全体作业特性,工程师只要一起丈量模仿、数字信号,乃至包含总线信号,才干了解体系毛病的原因和把握信号和指令的时序和逻辑联系。

混合信号示波器为许多杂乱的测验供给了抱负的处理计划

在许多杂乱的测验计划中,示波器并不能为其供给满意的通道数量。工程师要么在实验室中多找几台示波器,要么运用逻辑剖析仪。但不管是哪种状况,杂乱性都会明显进步。例如数字规划中常常遇到的树立坚持违规问题。传统电路中的时钟速度较低,对信号树立坚持功用的余量较大。但随着体系主频的不断添加,PCB规划的日益杂乱,树立坚持违规问题越来越常见。检测该问题需求设定一个通道为时钟信号,另一个通道为数据信号,并设定相应的时刻规模。但需求一起丈量多路信号的树立坚持问题时,传统的示波器明显无法满意,需求带有数字逻辑通道的示波器才干完结此类作业。混合信号示波器(MSO)一起供给了模仿通道和数字通道,为应对这类丈量应战供给了抱负的处理计划。

罗德与施瓦茨(Rohde & Schwarz)我国区示波器事务开展司理焦保春指出,由于混合信号示波器具有更多的通道和全体触发剖析功用,因而能够很好地处理上述问题。首要混合信号示波器的通道数更多,能够一起测验多路模仿、数字和总线信号。其次,多路信号在总线上时时刻相关的,且能够运用总线数据的特征作为触发条件,捕获数据指令发生前的体系状况,以及数据宣布后的改变状况。由于具有多通道的特性,模仿加数字加总线信号,工程师能够做体系级的剖析和调试。

罗德与施瓦茨公司的混合信号示波器具有出色的技能指标和功用。其MSO的数字通道采样率为5Gs/S,这意味能够发现更窄的毛刺,找出一些在其他示波器不能发现的高速数字反常。此外,200M的数字存储长度也远高于其他竞赛产品。具有更长的存储能够运用户在相同的高采样率下,捕获更长时刻的信号,发现毛病愈加简略。RTO混合信号示波器的立异还包含对数字通道也具有200,000次/秒以上的波形捕获率(模仿通道的波形捕获率为1,000,000次/秒)。假如数字通道能够快速捕获和显现波形,用户就能够轻松发现多达16条通道上偶尔呈现的毛病,极大简化了多通道体系排障作业。另一项共同的功用是混合信号与RF信号的相关测验,RTO示波器具有强壮的频域剖析功用,能够完结一些一般只要频谱剖析仪才干做到的频谱剖析和频域丈量作业。

另一方面,传统的示波器一般只要4个通道,在调试电路时会呈现许多瓶颈。例如,即便调试简略的8位单片机电路,也无法时刻相关地一起调查数模转换器的输出和多路IO信号,假如分时测验,则对偶发毛病毫无办法;呈现毛病时,要了解毛病是否是在单片机或内存芯片特守时分发生的,由于没有满意的通道连到被测体系的操控信号上,无法知道毛病发生时操控信号处于何种状况;而在运用了FPGA的电路中,不只测验管脚多,并且其内部节点更多,要验证其内部节点的状况,仅运用厂家供给的内部逻辑剖析仪或JTAG调试东西是不行的,由于那样无法看到信号时序信息或信号完好性问题。

除了通道数不行,示波器本底噪声过大,ADC分辨率和动态规模不行;高带宽示波器往往只统筹高速信号的测验;没有和示波器相匹配的多通道逻辑时序测验探头,没有专用的频谱剖析仪选件以及协议剖析选件等都是传统示波器面临的问题。力科公司(LeCroy)商场部司理胡为东介绍说,力科示波器集高ADC位数(12位ADC)、高动态规模、多达36通道的数字逻辑探头、专用频谱剖析仪选件、协议剖析仪选件于一身,经过LBUS接口完成多通道示波器,经过8HP锗化硅技能完成36GHz的芯片;选用DBI数字带宽复用专利技能、ChannelSync通道同步专利技能可完成高达65GHz和多达80个通道的精确同步;高带宽示波器中还集成了高速信号测验接口和低速信号测验接口;集成的专用协议剖析仪功用可完成各种低速总线、高速总线的协议层剖析才能。

安捷伦科技(Agilent)示波器和数字电路测验亚太区商场开发司理杜吉伟对此亦有认同:混合信号示波器的优势在于具有更多的通道数,一般是在2或4个示波器通道的基础上追加16个逻辑剖析仪通道;支撑混合信号触发,可调查模仿信号与多路数字信号之间的时序等。

泰克公司(Tektronix)大中华区分销事务高档技能营销司理邓锦辉谈到,关于嵌入式体系测验,示波器供给的功用可分红几个阶段:第一个阶段是怎样确保信号从被测体系传输到测验仪器,这触及探头问题。第二个阶段是信号进来后怎样从所输入的信号中发现问题,即发现问题。第三个阶段是发现问题后怎样捉住定位这个问题。第四个阶段是获取许多数据后怎样快速找到问题地点方位和时刻,当时时刻终究发生了什么问题,即查找功用。最终是联测跟剖析功用。

当时示波器商场竞赛十分凶猛,“泰克的竞赛优势之一是,在终端示波器商场以及整个示波器商场,探头是做得最好的。”假如信号进来就现已失真了或许被搅扰了,那么更好的剖析功用也没用,因而泰克花费了许多功夫来完成探头的打破。据邓锦辉介绍,许多竞赛对手乃至做了一些适配器来合作泰克的探头,由于他们的探头无法做到泰克这么全面和精确。例如,曩昔关于无源探头而言,电阻、电容电路无法做到很高频宽,而泰克经过DSB的办法校对前端放大器的频闪,将探头的频闪从500M进步到了1G。泰克针对不同通道数量和记载长度的更灵敏的装备需求推出了六种带宽为1GHz的新类型MSO/DPO4000B示波器。其间包含记载长度为20M的双通道机型,以及5M记载长度的双通道和四通道“精简”版机型。新产品在触发、查找和剖析等重要方面毫无功用献身,一起还包含1GHz无源探头。

怎样让调试更快速一直是终端示波器需求面临的一个难点,特别怎样发现问题,捉住问题以及查找这些问题的地点点。“泰克供给了许多不同的手法,答应客户自定义许多不同的触发条件以及查找的条件,确定其所重视的工作或毛病的方位,咱们供给的各种条件现在是最多、最全的。”邓锦辉还表明,与高端频谱仪的定位不同,混合域示波器(MDO)的频谱仪定位在调测意图,其间有模仿信号、数字信号、射频信号等来盯梢信号的互相联系。“MDO供给的价值在于它是一个体系的调测东西,能够一起测验16个数字通道,4个模仿通道和1个射频通道,测验这21个通道之间在时刻上的联系。”

现在同享时基和触发的混合信号示波器最多支撑16个逻辑通道,逻辑剖析仪的功用相对简略。能够预见的是,未来的混合信号示波器将具有更高的数字采样率和波形捕获率,更强壮的总线剖析才能,模仿、数字乃至包含射频信号的彼此触发和剖析才能。安捷伦科技的杜吉伟以为:未来的三到五年内,混合信号示波器仍会以示波器功用为主,逻辑剖析仪功用为辅,。混合信号示波器会呈现在更高带宽的示波器中,现在MSO9000A最高带宽是4GHz,不久的将来会呈现20GHz、25GHz、33GHz带宽的混合信号示波器。混合信号示波器的逻辑通道的守时采样速率会不断提高,现在示波器的采样率现已到达160GSa/s(如安捷伦63GHz带宽实时示波器),逻辑通道的守时速率有时机到达或打破20GSa/s。逻辑通道的功用会增强,包含相似逻辑剖析仪的图形显现,在图形显现基础上再进行其它数学处理如FFT等。

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