利用DS6000波形錄制功能加速調(diào)試

　　背景

　　得益于數(shù)字技術(shù)和集成電路技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)字示波器憑借其強(qiáng)大的測試能力、穩(wěn)定的性能和更快捷的數(shù)據(jù)處理方式在科研生產(chǎn)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。通過示波器觀察電路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的信號波形可以直觀地檢查線路工作是否正常，從而驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否恰當(dāng)，這對提高設(shè)計(jì)或產(chǎn)品的可靠性極有幫助。對信號波形的正確分析判斷不僅依賴于示波器的性能，還取決于工程師的測試方法和經(jīng)驗(yàn)。然而在某些情況下，由于受到測試條件或環(huán)境的影響，測試方法會(huì)變得非常有限，此時(shí)測試儀器性能的重要性就會(huì)凸現(xiàn)出來。隨著示波器技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)字示波器不僅能夠保證帶寬、采樣率、存儲(chǔ)深度等基本指標(biāo)的優(yōu)越性能，還能夠提供多種便捷的創(chuàng)新功能，從而極大地提高工程師的工作效率，加速調(diào)試進(jìn)度。

　　RIGOL DS6000系列示波器擁有5GSa/s采樣率、最高1GHz帶寬以及高達(dá)140M采樣點(diǎn)的存儲(chǔ)深度，其波形刷新率最高可以達(dá)到每秒18萬幀以上。深存儲(chǔ)使得用戶可以在很長的時(shí)間范圍內(nèi)觀察到足夠多的波形細(xì)節(jié)，而高刷新率可以保證示波器捕捉到概率極低的偶發(fā)異常事件，從而為用戶的調(diào)試驗(yàn)證提供有力的支持。然而，只要是對數(shù)字存儲(chǔ)示波器原理有一定了解的讀者都會(huì)明白，存儲(chǔ)深度和刷新率是一組相互制約的關(guān)系。一般而言，在死區(qū)時(shí)間一定的條件下，存儲(chǔ)深度越深則波形采集時(shí)間越長，從而導(dǎo)致波形刷新率越低;反過來波形刷新率越高則要求波形采集時(shí)間越短，因此存儲(chǔ)深度也就越小。DS6000系列示波器利用UltraVision提供的實(shí)時(shí)波形錄制及回放技術(shù)，為用戶提供了同時(shí)利用深存儲(chǔ)和高刷新率兩方面技術(shù)優(yōu)勢的測試平臺(tái)，帶來了全新的測量體驗(yàn)。

　　波形錄制功能

　　DS6000系列示波器的實(shí)時(shí)波形錄制及回放功能建立在UltraVision高效的內(nèi)存管理機(jī)制基礎(chǔ)上。該機(jī)制將示波器內(nèi)存平均劃分為若干個(gè)部分，每個(gè)部分稱之為一幀，而且每一幀的大小能夠根據(jù)用戶選擇的時(shí)基以及其他條件自適應(yīng)地變化。當(dāng)DS6000運(yùn)行時(shí)，UltraVision會(huì)將采集到的波形依次在內(nèi)存中循環(huán)往復(fù)地保存下來。在任何時(shí)候用戶都可以通過數(shù)據(jù)分析導(dǎo)航旋鈕WaveFinder回溯內(nèi)存中的歷史波形?？苫厮莶ㄐ蔚臄?shù)量最大可達(dá)到18萬幀。得益于UltraVision的強(qiáng)大性能，波形錄制功能并不會(huì)對波形刷新率產(chǎn)生影響。

　　DS6000系列示波器開放了存儲(chǔ)深度的不同設(shè)置可供用戶選擇，可選項(xiàng)包括自動(dòng)、14K、140K、1.4M、14M、140M共6檔(單通道)。自動(dòng)是將存儲(chǔ)深度交由UltraVision智能管理，它會(huì)根據(jù)用戶選擇的時(shí)基，通過特定的算法綜合考慮采樣率和波形刷新率等因素條件計(jì)算得到存儲(chǔ)深度，以保證用戶得到最佳的系統(tǒng)性能。而對于14K等5檔固定存儲(chǔ)深度選擇是開放給有經(jīng)驗(yàn)的示波器使用者以靈活地適應(yīng)不同的應(yīng)用場合。需要注意的是，存儲(chǔ)深度模式會(huì)顯著地影響波形錄制功能中每一幀的大小，進(jìn)而決定了可錄制的最大幀數(shù)。

　　在實(shí)時(shí)波形錄制及回放的基礎(chǔ)上，DS6000示波器還提供了多種針對已錄制波形的分析功能，包括利用Pass/Fail模板分析、基于測量結(jié)果的分析等等。通過對分析條件的適當(dāng)設(shè)置能夠幫助用戶迅速從海量錄制波形中搜索得到異常波形，并且可以使用WaveFinder旋鈕在波形幀之間任意切換，以幫助用戶進(jìn)行對比分析。

　　使用波形錄制及回放功能分析異常信號

　　如圖1所示是一個(gè)帶有偶發(fā)異常信號的方波信號，由于異常信號的發(fā)生概率很低，因此通過波形保持功能將其穩(wěn)定顯示出來。