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揭开测验丈量的小秘密——每周一考 【第2周】

1、实时示波器的量程在低中端时没有差别,在高端时出现差别,比如有三大示波器厂家的最高端示波器的最大量程分别为8V,12V,800mV,

1、实时示波器量程在低中端时没有不同,在高端时呈现不同,比方有三大示波器厂家的最高端示波器的最大量程分别为8V, 1.2V , 800mV , 一般高速示波器丈量的高速信号起伏也很小,以计算机高速总线丈量为例,这个目标对哪些运用有影响、哪些没有影响?

2、用示波器做总线协议剖析与传统协议剖析仪的差异?

3、哪些技能能够进步示波器的呼应速度和波形捕获率?它们有什么优缺陷?

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1、 实时示波器的量程在低中端时没有不同,在高端时呈现不同,比方有三大示波器厂家的最高端示波器的最大量程分别为8V, 1.2V , 800mV , 一般高速示波器丈量的高速信号起伏也很小,以计算机高速总线丈量为例,这个目标对哪些运用有影响、哪些没有影响?

(答案由安捷伦杜吉伟供给) 这个问题能够分为两部分,一是为什么会呈现这样的差异,二是对哪些运用有影响,对哪些没有影响。

为什么会呈现这样的差异?实时示波器带宽在到达16GHz或以上时,各个示波器厂家的差异首要体现在半导体工艺上,如下图所示,磷化铟(InP)半导体工艺的作业电压在高频时的作业电压远高于IBM HP8硅锗半导体工艺,这决议了最终的示波器量程用磷化铟工艺可到达8V峰峰值,而用硅锗则只能到达1.2V或800mV 。 理论上,示波器前面添加衰减器可进步示波器的量程,但量程较低的两个示波器厂家都没有通过在示波器内部添加衰减器的办法来进步量程,这是由于硅锗示半导体工艺原本作业电压低,示波器自身的信噪比难以进步,假如添加衰减器,会进一步引进本底噪声和幅频特性、相频特性的误差。关于用户来说,假如你外部运用一个衰减器,你无法知道加上它后,示波器的本底噪声、幅频特性、相频特性、通道时延不确定度等的目标会变成什么姿态,除非厂家供给你可信牢靠的目标数据。

回到问题的第二部分,量程是1.2V , 800mV的示波器对哪些运用没有影响,哪些有影响。假如是用户能够运用探头的运用场合,只需探头的作业电压规模答应,示波器自身的量程这一局限性就能够被掩盖,这种办法的潜在缺陷是,您或许浪费了对高端示波器的资金投入,由于现在探头最高带宽远小于示波器带宽,最高的是安捷伦供给的30GHz带宽,其次是其它厂家的25GHz或20GHz探头。

另一种运用场合是共同性测验、有必要运用测验夹具,也因而有必要运用同轴电缆,这时示波器的量程便是一个限制条件,量程是800mV, 1.2V的示波器,一方面无法应对信号起伏稍大的信号,另一方面,高速体系规划的地线不免有地跳动,信号自身不免有过冲和下冲,这就限制了示波器的运用场合,使得您难以把它当作一台通用仪器来运用,只能针对起伏很小(包括过冲、下冲和地跳动)的运用。

不仅是计算机职业,有许多范畴也只用电缆来衔接,这时示波器的量程就会成为限制条件。

2、 用示波器做总线协议剖析与传统协议剖析仪的差异?

(答案由安捷伦孙灯亮供给) 现在示波器的运用软件的发展方向之一是做串行总线的协议剖析。

示波器做串行总线的协议剖析的作业原理是:示波器正常收集波形,运用软件或DSP的办法从捕获的波形里提取协议内容。这个协议内容与传统的协议剖析仪的结果是共同的,并且能够一起看波形,一起调试协议。

可是首要缺乏是两点:其一,除安捷伦9000、3000、7000、5000、6000系列,大部分示波器还无法完成硬件(DSP办法)的协议触发,特别针对高速串行总线,这样在示波器的捕获死区时刻较大的情况下,很难确保捕获的协议内容是需求的协议内容。

其二,示波器选用过采样的办法,捕获的协议内容长度有限,无法很好的做软件级的调试。

而传统的协议剖析仪就没有这样的问题,具有杂乱的触发才能和满足的存储深度。并且一般还有训练器部分,不仅仅能够捕获协议,还能够产生协议。
所以说,示波器代替传统协议剖析仪还有很长的路要走。

3、 哪些技能能够进步示波器的呼应速度和波形捕获率?它们有什么优缺陷?

(答案由安捷伦孙灯亮供给) 调试产品时,呼应速度、波形捕获率率和解码更新速率极为重要,尤其是当测验找出并调试偶发或间歇产生的问题时,这是很难处理的问题。

现在,有三种典型的办法能够进步示波器的呼应速度和波形捕获率:DPX技能,MegaZoom技能,FPGA技能

1)DPX技能:

与DSO相同,输入信号首要经扩大和ADC改换后得到信号的采样值,采样值通过DPX波构成像处理器的处理后构成一幅具有500*200像素、包括波形三维信息的完整流器波形图,在不间断捕获进程的情况下,DPX成像处理器每秒向波形显存储器发送30幅波形图,在微处理器的操控下,依据显现存储器的内容,在显现屏上得到收集到的波形图。完成”信号数字化→图形化→显现”这样一种波形显现办法。

DPO技能在进步波形捕获率方面走了开创性的一部,可是仍有很大的缺乏,首要是:只重视波形的快速显现,不重视进一步的丈量和剖析。假如要做进一步的丈量或剖析,还需求示波器退出DPO形式或快速捕获形式,到惯例收集形式,再一次捕获,再丈量和剖析。

2)MegaZoom技能:

MegaZoom 技能在每个通道中引进定制的专用集成电路,这个%&&&&&%把存储器分红2部分,选用乒乓的办法,边收集边处理,能够迅速将收集的数据写入存储器,并能够迅速地从存储器中读取和处理收集的数据,以进行显现和剖析。这样该仪器在拜访所收集的数据时,能够即时呼应平移和缩放操控指令。

MegaZoom 技能将更新率、即时操控呼应以及深存储器立异技能相结合,使能以高采样率捕获长时刻周期,并在中止或运行时即时扩大有关的波形细节。深存储器、前面板呼应性以及显现更新率组合到示波器中,无需特别作业办法或存储器深度挑选。

3)FPGA技能:

为了加快数字示波器的波形更新速率和丈量运算速率,现在的中高端示波器逐步选用了FPGA技能加快信号处理。上图是90000A示波器的硬件架构,其间的IDA是集成数据加快处理器,是用FPGA完成的。从前,只把MegaZoom处理器软核集成其间,现在则开端把各种波形参数运算、协议触发和译码、FFT改换集成其间,这样即便在大数据量运算的情况下,依然能够确保示波器的呼应速度和数据处理速度。

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