工程師實(shí)踐教訓(xùn)：為何要養(yǎng)成使用示波器的習(xí)慣？

一位工程師從自身經(jīng)歷出發(fā)回答了一個(gè)經(jīng)典問(wèn)題：為什么要養(yǎng)成使用示波器的習(xí)慣。本文將為大家詳解，看下文后，對(duì)于用過(guò)示波器的人來(lái)說(shuō)，可能會(huì)感受到“確實(shí)是那么回事”。 認(rèn)識(shí)本質(zhì)后，大家就會(huì)認(rèn)為示波器是理論聯(lián)系實(shí)際的好幫手，可以幫您直面bug的本質(zhì)。有了示波器的測(cè)試結(jié)果，“有圖有真相”，便于分析問(wèn)題?；谏鲜龇N種好處，是不是覺得養(yǎng)成使用示波器的習(xí)慣是必須的? 當(dāng)一件正確的事情成為我們習(xí)慣的時(shí)候，對(duì)一個(gè)人的影響是正面且長(zhǎng)期的，意義也很重大。 養(yǎng)成使用示波器的習(xí)慣對(duì)一個(gè)工程師的影響也是一生的，而當(dāng)習(xí)慣進(jìn)一步上升為理念時(shí)，就算刻意去擺脫都不是那么容易。 當(dāng)產(chǎn)品出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，很多人下意識(shí)還是會(huì)拿萬(wàn)用表去東量量，西測(cè)測(cè)。究其原因，萬(wàn)用表人手一個(gè)，使用便捷，所以受到廣大工程師的歡迎。在這里我想說(shuō)的是這個(gè)習(xí)慣不大好，詳細(xì)原因且聽我慢慢道來(lái)。 萬(wàn)用表的使用場(chǎng)景主要是用于阻值(電阻值，對(duì)地阻抗)，通斷(是否滴滴響)等簡(jiǎn)單測(cè)量，這兩個(gè)功能是示波器無(wú)能為力的。電壓值也可以用萬(wàn)用表量。用萬(wàn)用表測(cè)量電壓有效值更準(zhǔn)確，但要觀察電壓具體“長(zhǎng)什么樣”還是得用示波器。 有一個(gè)經(jīng)典的比喻，示波器是電子工程師的眼睛。如果不使用示波器，我們?cè)谘械漠a(chǎn)品就相當(dāng)于一個(gè)黑盒子，難以探知其真實(shí)面目，畢竟一抹黑的路不好走。下面結(jié)合一些經(jīng)歷來(lái)談?wù)劄槭裁匆B(yǎng)成使用示波器的習(xí)慣。 　　

1. 理論聯(lián)系實(shí)際的好幫手 示波器是一名硬件測(cè)試工程師必須熟練掌握的工具，但由于工作性質(zhì)的原因，我們經(jīng)常做的工作是對(duì)照測(cè)試用例或者規(guī)范進(jìn)行一些固定項(xiàng)的重復(fù)測(cè)試，如各類接口，內(nèi)部總線等。久而久之，很多人就不滿足于這種知識(shí)面了。不安于現(xiàn)狀的測(cè)試工程師們接下來(lái)的步驟就是找來(lái)一些資料來(lái)深入學(xué)習(xí)自己所面向的產(chǎn)品，了解工作原理，內(nèi)部構(gòu)造，各模塊電路，信號(hào)流向等。這些知識(shí)有的清晰，有的模棱兩可，有的甚至搞不懂。 當(dāng)你遇到這種情況時(shí)，示波器可以成為你非常好的幫手，對(duì)不懂的地方，可以先查查資料，嘗試弄明白原理，然后用示波器量一下波形，時(shí)序等，驗(yàn)證自己的分析結(jié)果。通過(guò)示波器可以直觀地看到波形，會(huì)使人感到很清晰，印象深刻，理論知識(shí)也可以得到更好的理解。 把一個(gè)電子產(chǎn)品上的信號(hào)都量測(cè)之后，加上學(xué)習(xí)一些文檔，那樣對(duì)自己所面對(duì)的產(chǎn)品理解就會(huì)透徹了。 　　

2. 直面bug的本質(zhì) 當(dāng)我們?cè)诮鉀Qbug的時(shí)候，有的問(wèn)題可能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)就解決了，而沒有去徹底把本質(zhì)搞明白。這樣就會(huì)有隱患，而且下次設(shè)計(jì)電路的時(shí)候可能掉進(jìn)同樣的一個(gè)陷阱。 比如I2C上拉電阻配置不正確導(dǎo)致通信出現(xiàn)概率性失敗，信號(hào)線上電容過(guò)大導(dǎo)致波形失真等，也許我們改改電阻值、電容值就把問(wèn)題解決了，但是這樣還不夠，如果通過(guò)示波器看到波形的本質(zhì)，然后再去調(diào)試。這樣解決的問(wèn)題，以后就不會(huì)再犯了，也會(huì)保證避免出現(xiàn)一些當(dāng)時(shí)認(rèn)為已經(jīng)解決，但是在批量時(shí)依然會(huì)概率性的出問(wèn)題。 一些EMC問(wèn)題是由內(nèi)部高頻信號(hào)的諧波引起，通過(guò)示波器調(diào)試，可以在保證信號(hào)完整性的基礎(chǔ)上有效降低輻射信號(hào)的能量，如串接更合適的匹配電阻，增加對(duì)地電容等手段去解決。而保證信號(hào)完整性，最直接的手段就是使用示波器測(cè)試，以免矯枉過(guò)正，出現(xiàn)隱患。 　　

3. 有圖有真相 有些bug出現(xiàn)的時(shí)候，需要多方來(lái)一起解決。這樣的多方郵件溝通就需要圖像作為重要依據(jù)了。之前遇到一個(gè)bug：Host端向device端加載文件時(shí)出現(xiàn)概率性失敗的情況。這里涉及三方的硬件，軟件，還要涉及Host芯片及Device芯片廠家的臺(tái)灣原廠。各方經(jīng)過(guò)各自的檢查，加上各自之前出貨的經(jīng)驗(yàn)，均認(rèn)為自己沒有問(wèn)題。使用示波器反復(fù)量測(cè)波形，時(shí)序，在開始也沒能定位問(wèn)題。因在啟動(dòng)時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)線上會(huì)出現(xiàn)一部分1V雜波信號(hào)，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段判定就是Host端發(fā)出，以此作為證據(jù)要求Host端的臺(tái)灣原廠修改，理由是不管此信號(hào)是否對(duì)通信造成影響，至少先解決這個(gè)問(wèn)題再考慮。在更新過(guò)兩次代碼后，1V雜波信號(hào)消失，老化拷機(jī)，并未出現(xiàn)問(wèn)題。 出于自我保護(hù)本能以及各方知識(shí)的局限，一般各自都會(huì)認(rèn)為自己這方?jīng)]有問(wèn)題，通過(guò)示波器量測(cè)波形，找到證據(jù)，督促修改，會(huì)使得問(wèn)題容易得到解決。

最后，需要特別注意的是示波器的操作一定要正確，錯(cuò)誤的操作及細(xì)節(jié)的不注意，就有可能把示波器這一神器變成雙刃劍，帶來(lái)不必要的麻煩，需要特別注意。在實(shí)際工作中經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)不同的人測(cè)試會(huì)得到不同的測(cè)試結(jié)果，這里就需要平時(shí)多多累積一些經(jīng)驗(yàn)了。歸根結(jié)底，還是一個(gè)要多使用的問(wèn)題，當(dāng)然文檔也要多看。 希望廣大工程師們能多使用示波器，同時(shí)也需要各廠家的慷慨解囊，提供更多的示波器，為員工創(chuàng)造條件，從而不會(huì)讓員工因資源有限而養(yǎng)成使用萬(wàn)用表的習(xí)慣。