但愿我有……最理想的圖像
任何精良的示波器系統(tǒng),都在于其能夠精確地捕獲和顯示您需要的信號,即所謂的測量保真度。作為工程師或設(shè)計(jì)人員,您面臨的是日益加快的時(shí)鐘速率和邊沿速度、日益復(fù)雜的信號和不斷增長的產(chǎn)品上市壓力。如此一來,示波器的測量保真度也就越來越成為您成功之作的關(guān)鍵因素。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201701/337911.htm但愿我有……
高速度需要高帶寬
在選擇示波器時(shí),帶寬是最重要的選擇標(biāo)準(zhǔn)之一。帶寬決定了示波器測量信號的基本能力。沒有足夠的帶寬,示波器就不能解析高頻變化。幅度和邊沿將出現(xiàn)失真,毛刺將消失,更無法看到信號的細(xì)節(jié)。沒有足夠的帶寬,您將無從獲得精確的測量結(jié)果。
所謂“示波器帶寬”,是指正弦波輸入信號衰減至該信號70.7%實(shí)際幅度時(shí)的頻率,即所謂的-3dB點(diǎn)。若需確定能在您的應(yīng)用環(huán)境中精確鑒定信號幅度的示波器帶寬,可使用“5倍法則”(5TimesRule):
所需示波器帶寬=待測定信號的最高頻率分量x5
另一種估算信號帶寬的簡單方法是:用最快信號分量的10%至90%上升時(shí)間除以常數(shù)k,其中k乃是介于0.35和0.45之間的一個(gè)值,具體數(shù)值取決于所用示波器的頻率響應(yīng)曲線和脈沖上升時(shí)間響應(yīng)。
使用“5倍法則”選擇的示波器可在幅度測量中提供大于±2%的精度,足以滿足目前各種典型的應(yīng)用環(huán)境。但是,隨著信號速度的增快,您可能不能應(yīng)用此概測法。務(wù)必記住的一點(diǎn)是,帶寬越高,重現(xiàn)的信號越精確,示波器的使用壽命也越長。
泰克公司可向您提供品種最齊全的示波器產(chǎn)品,從而使您能在從事要求最高的項(xiàng)目時(shí)選用最能滿足各項(xiàng)需求的示波器,一切為了您能信心十足地如期完成任務(wù)。
在數(shù)字系統(tǒng)中,上升時(shí)間是最重要的因素
在數(shù)字世界中,上升時(shí)間測量至關(guān)重要。示波器必須有足夠的上升時(shí)間,才能精確地捕獲快速躍遷的信號細(xì)節(jié)。在計(jì)算信號所需的示波器上升時(shí)間時(shí),可以應(yīng)用以下公式:
所需的示波器上升時(shí)間=待測定信號的最快上升時(shí)間/5
上升時(shí)間既影響幅度的測量精度,也影響時(shí)間的測量精度。在許多數(shù)字應(yīng)用中,待測定信號的邊沿速率(上升時(shí)間)可能要求使用比信號重復(fù)率所需速度更快的示波器,因?yàn)槁傩盘栆灿锌焖龠呇?。您可能不一定總能?shí)現(xiàn)上述概測法。但請記住,具有較快上升時(shí)間的示波器能更精確地捕獲快速躍遷信號的關(guān)鍵性細(xì)節(jié)。示波器的上升時(shí)間與其帶寬息息相關(guān)。具有較高帶寬的示波器之所以能夠觀察到更多的信號行為,只不過是因?yàn)檫@種示波器的上升時(shí)間已成為測量的有機(jī)體,如下列公式所述:
以較低帶寬觀察到的似乎正常的數(shù)字信號,很可能在其前沿中有偏差,致使其造成定時(shí)錯誤?;蛘吣骋凰矐B(tài)窄信號可能會逃之夭夭,造成隨后的設(shè)備輸入出現(xiàn)不穩(wěn)定工作狀況。如公式所述,600 MHz 的示波器能夠更精確地捕獲到在500 MHz儀器上模糊不清的信號細(xì)節(jié)。
高帶寬的好處不僅僅限于觀察和測量信號邊沿。當(dāng)您使用較高帶寬和上升時(shí)間的示波器時(shí),幅度、信號對稱性以及許多其他偏差都可在高帶寬上一覽無余,至少被忽視的情況減少了。泰克公司提供的示波器,其上升時(shí)間能夠滿足各種邏輯電路的應(yīng)用要求。
如圖中在500MHz和600MHz儀器上測定的20ps上升邊沿所示,帶寬越高,重現(xiàn)信號的精度就越好。
但愿我能……
明察秋毫
您所面臨的最難以解決的問題是如何發(fā)現(xiàn)罕見的毛刺、建立和保持時(shí)間違例,以及總線爭用等故障。用DSO有時(shí)很難捕獲到間歇性的或偶發(fā)的事件,這是因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情況下,DSO示波器往往在檢測信號行為方面愛莫能助。致使您要花費(fèi)很多時(shí)間,有時(shí)幾分鐘,有時(shí)數(shù)個(gè)小時(shí),有時(shí)幾天,去尋找那些可能會使設(shè)計(jì)出現(xiàn)不可靠行為或意外故障的間歇性問題。
您也許想像過這樣一個(gè)世界,您能通過示波器看到信號異常,準(zhǔn)確無誤地鑒別故障性質(zhì),在事件上觸發(fā)并將其隔離,而這一切都能在幾分鐘內(nèi)完成。您也許想像過,您對所看到的整體信號細(xì)節(jié)之精度有十足的把握和信心,所見顯示即信號的本來面目。這并非虛幻世界,它的確存在。人稱之為數(shù)字熒光示波器(DPO)。
所有數(shù)字示波器都要“眨眼”。也就是說,示波器要在每秒鐘內(nèi)睜眼若干次以捕獲信號,并在其間閉上眼睛。這就是波形捕獲速率,以每秒捕獲的波形數(shù)量(wfms/s)表示。具有高速持續(xù)波形捕獲速率的示波器,可洞察更多的信號行為或特征,從而大幅度增加了示波器迅速捕獲抖動、欠幅脈沖、毛刺和躍遷故障等瞬態(tài)異常的概率。
信心十足地加快設(shè)計(jì)和排障工作的進(jìn)程
DPO示波器為您展示了一個(gè)其他示波器可望不可及的全新世界,以所需的速度、精度和洞察能力使您能迅速檢驗(yàn)、鑒定和調(diào)試最尖端的設(shè)計(jì)。
常規(guī)DSO示波器較慢的波形捕獲速率,意味著您將失去發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵信號信息和瞬息即逝事件的機(jī)會。DPO示波器的快速波形捕獲速率可提供無與倫比的信號洞察力,并能最大限度地提高捕獲罕見或隨機(jī)毛刺的概率。
數(shù)字存儲示波器。常規(guī)DSO 示波器較慢的波形捕獲速率,意味著您將失去發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵信號信息和瞬息即逝事件的機(jī)會。
數(shù)字熒光示波器。DPO 示波器的快速波形捕獲速率可提供無與倫比的信號洞察力,并能最大限度地提高捕獲罕見或隨機(jī)毛刺的概率。
數(shù)字熒光示波器(DPO)的威力在于其并行處理體系結(jié)構(gòu)。DPO采用的這一獨(dú)特的體系結(jié)構(gòu),可在大幅度地縮減信號處理時(shí)間的同時(shí),按比例增加捕獲信號信息所需的時(shí)間。其結(jié)果是加快了波形捕獲速率,進(jìn)而顯著地提高了捕獲間歇和難以捉摸之事件的概率,并為深入分析提供了更多的數(shù)據(jù)。雖然有些示波器廠商號稱其示波器產(chǎn)品具有極高的波形捕獲速率,但那只是在短促的猝發(fā)時(shí)間內(nèi),這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,只有DPO能在持續(xù)的基礎(chǔ)上提供如此快的波形捕獲速率。只有這種持續(xù)的高速率能快速揭示故障的性質(zhì),以使高精觸發(fā)模式能夠迅速隔離故障,為您節(jié)省每一分鐘,每一小時(shí),甚至幾天的時(shí)間。
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