1. 摘要
从数字家电到轿车，经过处理器和软件来完成完美功用的嵌入式体系正被广泛应用于各行各业。即便从体系输入或输出的信号是经过传感器或语音转化器等的模仿信号，处理器处理的是经A/D转化的数字信号。为调试此类体系，越来越多的职业需求解析数字信号并承认相关动作。
为满意这种需求，横河公司开发了DLM2000系列混合信号示波器，它紧凑、简便、外形漂亮——293mm(高) ×226mm(宽) × 193mm(深)、4.5kg，（如图1），一起还承继了以往DL1000系列的外观。DLM2000系列标配8-bit逻辑输入，具有先进的波形显现功用与波形剖析功用。
产品名称DLM2000表明在客户了解的DL系列基础上添加了混合模仿/数字体系剖析(混合信号示波器)，即“M”代表的含义。
图 1 DLM2000
2. 概述
DLM2000系列数字示波器的根本特色有：频率带宽最高达500MHz、最大采样率达2.5GS/s、存储深度最高达125Mpts。
DLM2000的特有功用之一是，能够将模仿输入通道中的一个通道(CH4)切换为8-bit逻辑输入并显现信号。因而，该系列既可用于传统的4通道模仿输入，也可用作混合信号示波器(由3个模仿通道和1个8-bit逻辑输入通道组成)；4个模仿通道和8-bit逻辑输入的组合能够作为触发源运用。
在开发此系列产品的一起，横河公司也开发了ScopeCORETM引擎(如图2)。此引擎集以下功用于一身：1)信号处理(能够从A/D转化数据生成显现数据，运算各种波形和参数，履行其他功用)；2)触发检测。因而，DLM与以往类型比较，体积减少了25%，功耗降低了15%。
ScopeCORETM引擎根据专用架构对信号进行处理，它供给了高波形收集速率、改善的数据处理才能和波形显现功用。这使DLM2000混合信号示波器具有显现灰度级，就象一台便携式模仿示波器。
图 2 ScopeCORETM芯片
3. 特有功用
规范装备逻辑输入的混合信号示波器
关于数字家电或轿车操控等职业的嵌入式体系，“数字操控+模仿波形观测”的要求越来越多。现有4通道模仿示波器的丈量通道太少，难以处理某些工程的需求。例如，衔接内部设备操控至SPI总线(3线或4线)并观测电机驱动的模仿信号；或观测轿车引擎操控单元(ECU)中数字操控信号和内部模仿信号之间的时序。
DLM2000系列规范装备了8-bit逻辑输入，能够全力支撑模仿/数字混合体系。
经过ScopeCORETM引擎，模仿与逻辑输入的切换在数据收集部分进行。由于取得的逻辑数据保存在模仿通道4的区域内，数据的活动与模仿数据没有差异(可是会对逻辑数据的显现进行专门的处理)，因而，即便翻开逻辑显现也能够坚持高波形收集速率，确保不错失稀有事情(如图3)。
相同，逻辑波形的演示也与模仿波形的显现（叠加显现）没有差异，因而，能够直观地观察到模仿信号和逻辑信号之间的时序联系。
图4描绘了怎么生成逻辑显现数据。硬件部分是专为复合显现规划的：经过检测每比特的H/L发生上限/下限数据，并选用与模仿信号相同的方法在垂直线区域进行差值。
图3 逻辑输入时的累积波形
图4
由于一切模仿和逻辑输入都被衔接到触发电路，不管怎么切换模仿/逻辑显现，一切触发组合都能够完成。在组合触发中，一切通道(包含逻辑)和比特之间的触发推迟均小于2ns。 图5是ScopeCORETMTM引擎的结构图。 
图5
别的，经过逻辑功用运用新开发的逻辑探头(701989) *能够设置每比特的阈值。这样，就能够在逻辑输入中观测有着不同电平的I2C和SPI总线接口。
*逻辑探头(701989)另售。
亮度等级和前史功用
对体系规划进行调试时，承认稀有现象并在很短的时刻内澄清电路的运转条件是十分重要的。为了添加捕捉稀有现象的时机，对工程师来说最重要的便是进步数据处理功用，如添加每秒的采样数量，在许多的采样数据中根据尽可能多的信息生成图画。
经过前史存储功用，DLM2000系列具有了更快的波形收集速率。前史存储功用是确保横河产品在竞赛中锋芒毕露的特有功用，此功用能够追溯剖析曩昔收集到的波形。
经过ScopeCORETM引擎，波形收集并不与显现周期(60Hz)同步。在原始数据处理部分，波形数据将被收集n次，然后保存至前史存储器中，这都不与显现周期同步。发生显现数据的部分经过提取前史数据的n屏像素并累积一切堆叠采样点生成数据。累积的频率信息将被转化成亮度，并发送到显现内存中。图6显现了发送显现数据信息的一起数据收集的履行进程。 
图6
经过重复这些处理进程，波形收集速率能够高达20000屏/秒，并能够用不同的亮度等级进行显现(如图7)。
以下表格表现了存储长度和最大波形收集速率之间的联系。
存储长度为1.25Kpts时，能够累积20000屏的前史数据，一起波形能够被辨认，此功用十分强壮，由于之后能够对数据进行剖析，。
7 亮度等级显现
此外，前史功用的时刻符号信息也得到了加强。曾经，保留在前史内存中的收集波形的时刻符号精度是10ms。这就意味着关于以N单次序列收集到的那些波形来说，前史内存中许多屏的时刻符号都是相同的。而现在，能够50ns的分辨率显现时刻符号，此分辨率与采样率成正比(如图8)。
图8 前史时刻符号屏幕
进步前史功用的时刻符号精度后，时刻符号可用于观测与发动机RPM(每分钟转数)相关的焚烧脉冲波形。将焚烧脉冲设为触发条件并累积前史波形，能够推算出发动机的RPM—触发距离(前史时刻符号距离)短表明RPM高；触发距离长表明RPM低。
支撑长存储
为了让体系总线速度更快，观测电源动摇并履行嵌入式体系的其他使命时，工程师们需求在坚持高采样率的情况下长时刻观测波形。工程师们越来越多地需求在高速采样下接连、长时刻收集波形，以评价通讯波形的质量(噪声、转化时刻等)，比方轿车电子产品，由于此刻需求承认快速的改变以及无法猜测的现象。
横河DLM2000系列的接连收集存储长度现已到达12.5Mpts。这就意味着DLM2000能够在时刻长度为5秒的波形收会集，以2.5MS/s的采样率( 5倍于比特率)观测500Kbps的CAN(轿车局域网)信号波形(如图9)。
图9 12.5Mpts的CAN波形(5秒内)和缩放窗口
此外，收集时刻规模可达500s/div，能够收集长达5000秒的波形，以观测象电源电压这样的长时刻改变的信号。
在单次收集形式下，最大存储深度是125 Mpts。观测信号运转的细节时，有必要以与信号改变相对应的采样率对波形进行采样。依照公式“采样率=存储长度/波形收集时刻”，设置相同的波形收集时刻后，更长的存储深度能够较高的采样率观测波形。
经过ScopeCORETM引擎，能够四通八达地剖析长存储数据。单凭首要波形的某些特性很难从许多的数据中得到所需的信息。DLM装备了查找引擎，它能够设置与触发相类似的条件从收集波形中查找到想要的数据。
在缩放区域内能够缩放检测到的数据，缩放因子能够设为比T/div更高的分辨率，这样就能够在高分辨率下检查感兴趣的波形。
4.总结
DLM2000系列是一款中端(500MHz频率带宽、最大采样率达2.5GS/s)的混合信号示波器。此系列规范装备了8-bit逻辑输入，不管是否翻开逻辑显现，都具有更快的波形收集速率和数据处理才能。此系列还能够直观地显现各种现象——以亮度对应堆叠的采样点，这些采样点被转化成颜色并在XGA分辨率的广视角LCD上显现出来。
DLM2000系列混合信号示波器以其简便细巧的外形和超强的波形处理才能，可充沛进步工作效率，尤其在调试数字操控的嵌入式体系时更显杰出。
