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【360度看新一代示波器】系列之四:最大化内存使用率且确保波形细节

复杂系统的调试和验证面临许多测试技术挑战,包括捕获和可视化多个不频繁或间断出现的事件,如串行数据包、激光脉冲和故障信号。为了准确测量和表征这些信号,必须在长时间内高采样率捕获它们。示波器的默认采集模式

杂乱体系的调试和验证面对许多测验技能应战,包含捕获和可视化多个不频频或连续呈现的事情,如串行数据包、激光脉冲和毛病信号。为了准确丈量和表征这些信号,必须在长时刻内高采样率捕获它们。

示波器的默许搜集方式由于其有限的记载长度会强制在采样率和捕获时刻进行退让。运用更高的采样率能够更快地填充仪器的内存,削减数据搜集的时刻窗口。相反,捕获长时刻的数据通常是以献身水平时刻分辨率 ( 采样率 ) 为价值的。

分段存储架构

FastFrameTM 分段存储答应将内存切割成多帧。每一帧的记载长度与启用 FastFrame 方式之前相同,最大帧数为仪器的最大记载长度除以一帧的记载长度。 以指定的采样率触发搜集并填充每一帧,只捕获感兴趣的波形部分。这些帧能够依照它们被捕获的次序独自检查,或许叠加以显现它们的相似性和差异性,从而使您能够轻松地审视波形,以便您能够将注意力会集在感兴趣的信号上。

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图 1. 运用 5 系列 MSO分段存储切割内存,实现以高采样率捕获多个脉冲。

图 1 演示了这种办法,捕获了 100,000 帧。 运用 5 系列 MSO(运用4系列、6系列MSO是相同的)中的 FastFrame分段存储器,以 3.125 GS/s 的采样率捕获脉冲。FastFrame搜集方式的触发速率能够到达每秒500万帧 ( 搜集 / 秒 ),这比示波器其他的触发速率都要快得多。

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图 2.一切获取帧叠加显现答应快速的视觉比较。

在图 2中,分段存储帧被叠加,因而一切的脉冲在屏幕上看起来都是堆叠在一起的。这答应对一切获取帧进行快速的可视比较。 选定的帧被设置为100,000,波形以蓝色显现在叠加帧的顶部。参阅帧和所选帧之间的时刻差 (Delta) 显现在显现器右侧的成果面板中。

FastFrame分段存储办法的长处包含 :

●Ÿ   高 FastFrame 波形捕获率增加捕获偶发事情的概率

●Ÿ   运用高采样率确保了波形细节使捕捉脉冲的死区时刻最小,确保有用运用记载长度

Ÿ●   存储帧能够快速和直观地进行比较,以确 定是否在叠加显现中呈现异常

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图 3. 5 系列 MSO 分段存储显现,显现均匀总结帧信息。

FastFrame 分段存储支撑规范的样本搜集方式、峰值检测和高分辨率方式。FastFrame 能够在记载结束时供给一个额定的“摘要”帧。关于采样和高分辨率的搜集方式,能够增加一个均匀总结帧来显现一切帧的均匀波形。关于峰值检测搜集方式,能够增加包络摘要来显现一切帧中波形的最大值和最小值。

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图 4. 显现 FastFrame 时刻戳,在显现右侧的成果面板中显现帧 1 和帧 2 之间的时刻距离。显现顶部的粉红色时刻趋势柱状图, 一切 100,000 个脉冲之间的时刻差十分共同。

每一帧的波形只反映了事情的一部分。在每一帧的肯定和相对守时中也有重要的信息。每个触发点的守时都具有时刻戳的特征。触发器时刻插值为每个触发器时刻戳供给了十分高的守时分辨率,比样本距离更准确,时刻戳以皮秒分辨率显现。尽管此处理方案或许不适用于单个事情的肯守时刻戳,但在衡量事情之间的时刻距离时,它会变得十分强壮。

测验运用事例

事例1:描绘间歇事情 – 脉冲波形特征

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图 5. 对间歇脉冲的分段存储的守时特性。

FastFrame 分段存储能够为数字规划工程师供给不同类型的功用。例如,假如你的微处理器体系偶然被中止,用示波器来搜集守时信息就会很困难。假如您不知道事情发生的时刻或频率, 您就无法在正常的搜集方式下设置仪器,并确保捕获所需的信息。

FastFrame 分段存储器十分合适测验微处理器中止等间歇性波形。在图 5的示例中,狭隘的数字脉冲以秒为距离,运用惯例的搜集办法,即便运用示波器的全记载长度,这种脉冲丈量的时刻分辨率也会很低。 FastFrame 分段存储捕获指定数量的脉冲来完结剖析,一起消除它们之间的“死区时刻”。这节省了内存,一起使您能够以高分辨率捕获每个脉冲。如图 5右边的丈量成果标明 ,脉冲宽度丈量的均匀值 200.5 ns 和规范差约 49 ps。时刻趋势图顶部的显现标明有的脉冲相隔1 秒。

事例2:丈量偶发事情

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图 6. FastFrame 均匀帧总结供给了一种对不常见的信号 ( 在本例中是喧闹信号 ) 进行高分辨率丈量的办法。

FastFrame 均匀帧供给了安稳的波形,能够用于对不常见的、 有噪声的信号进行丈量。如图 6 所示,捕获 1000 个噪声脉冲, 叠加并取其均匀值。发生的波形能够丈量,供给十分高的时刻分辨率脉冲宽度丈量噪声信号。

事例3:解码突发的串行信号

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图 7. 分段存储捕获模仿/数字串行总线信号及每个总线的解码波形,捕获总线活动并疏忽包之间的死区时刻。

分段存储器能够更有用地运用示波器的记载长度。在图7所示,IC 串行总线大约有一半时刻处于非活动状况。使 用 FastFrame 能够有用地使可用的记载长度加倍。在这个测验设置中,一个总线运用模仿通道捕获,另一个运用数字通道捕获,从两个总线解码的总线波形能够很容易地进行比较。

除了在显现器上显现所选帧的解码总线波形外,时刻戳数据还能够以表格方式显现在成果表中。能够进一步的离线剖析和陈述,整个获取的解码总线信息能够导出到 . csv 文件。

事例4:比较稀有事情和“规范”参阅

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图 8. FastFrame 还能够用来直观地比较取得的信号和规范参阅波形之间的详细细节。

图 8中的最终一个示例显现了存储 FastFrame“规范”波形参阅和 FastFrame 捕获之间的手动比较。参阅信号从一个已知杰出的设备中获取,并加载到参阅波形。运用参阅波形控件,能够挑选感兴趣的特定帧, 然后运用相同的搜集设置在另一个被测设备上捕获相似的信号,能够运用帧设定控件将获取的帧与参阅帧进行时刻对齐,以便进行比较。

运用FastFrame™分段存储方式进步内存运用率且确保波形细节,来应对捕获偶发信号的应战,能够以满足的采样率捕获多个事情,以便进行有用的剖析,经过记载长度的优化来保存和显现必要的数据。

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