如何選擇一個(gè)示波器-專題四

圖1使用pico示波器的任意波形發(fā)生器來測試連續(xù)信號(hào)的邊界

一、觸發(fā)方式

正確地觸發(fā)您的示波器可以讓您獲得更加有用的波形。最基本的觸發(fā)是一個(gè)“上升沿”或者“下降沿”，這個(gè)大部分人都會(huì)知道的。

是否要選用一個(gè)更加高級(jí)的觸發(fā)方式，這個(gè)是根據(jù)使用方案和示波器的一下其他的特征來考慮的。如果你有一個(gè)非常長的緩存深度或者是快速記錄一系列波形的能力，你可能就能使用一些基本的觸發(fā)，因?yàn)槟憧梢暂p易地將那些你不要的波形去除掉。如果你的緩存深度不夠，那你就需要選擇一個(gè)在確定的時(shí)間里的觸發(fā)。

在我詳細(xì)地介紹其他的方式之前，我想要提示的是你有時(shí)候也可以利用外部的設(shè)備來觸發(fā)。比如說，你也許有一個(gè)擁有無比優(yōu)越的觸發(fā)機(jī)制的邏輯分析儀，當(dāng)這個(gè)邏輯分析儀有一個(gè)“外部觸發(fā)”，那你就可以用你的邏輯分析儀來觸發(fā)你的示波器。

下面開始介紹其他的觸發(fā)方法。有很多辦法來尋找一些“異常的”脈沖，比如找一些比某些長度短的或者長的錯(cuò)誤或者一個(gè)比規(guī)則的高度低的脈沖（也叫矮脈沖）。通過了解你的示波器的觸發(fā)和增加一些創(chuàng)意，你可以把更多的錯(cuò)誤找出來并修正。比如說，在對(duì)一個(gè)嵌入式的控制器進(jìn)行檢錯(cuò)并修正的時(shí)候，在一個(gè)任務(wù)進(jìn)行的時(shí)候你可以將它緊緊地與某一個(gè)I/O口相連接。在運(yùn)用觸發(fā)來尋找“丟失脈沖”的時(shí)候，你可以在你的系統(tǒng)有沖擊的時(shí)候來觸發(fā)你的示波器，可以嘗試著看一看這個(gè)錯(cuò)誤是否是一個(gè)電源引起的錯(cuò)誤。

如果你是在操作一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，一定要看一些那些可以在很多協(xié)議上工作的觸發(fā)。比如，有些示波器就有這個(gè)性能，但是你將會(huì)需要一個(gè)附加的功能來對(duì)這些協(xié)議進(jìn)行解碼。事實(shí)上，大多數(shù)的臺(tái)式示波器看起來都有這個(gè)性能，你只需要付額外的錢來使用它。

二、外部觸發(fā)輸入

大多數(shù)的示波器也有一個(gè)“外部觸發(fā)輸入”。這個(gè)外部的輸入不會(huì)在顯示屏上顯示但是可以用來進(jìn)行觸發(fā)。特別是這個(gè)意味著你的觸發(fā)通道不會(huì)跟你的數(shù)模轉(zhuǎn)換通道沖突。所以當(dāng)你想要一個(gè)通道上的完整的采樣率但是又不想觸發(fā)其他通道的說，你可以用“外部輸入”作為你的觸發(fā)。

擁有這些功能擺在前面板的示波器使用起來是相當(dāng)?shù)姆奖愕?，又或者你可以在設(shè)備的后面找到這個(gè)“觸發(fā)輸入”。

三、任意波形發(fā)生器（AWG）

這個(gè)嚴(yán)格上不是一個(gè)示波器必備的功能，但是一些包括發(fā)生器的示波器也是值得選擇的。這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的“信號(hào)發(fā)生器”，它可以生成例如正弦函數(shù)、方波和三角波等波形函數(shù)。一個(gè)更加優(yōu)越的叫做任意波形發(fā)生器的功能，讓你可以生成任何你想要的波形。

以前我也有一個(gè)非常古老的示波器叫做HS801也有這樣的任意波形發(fā)生器的功能?？刂栖浖梢宰屗浅］p易地生成正弦函數(shù)、方波和三角波，還有一些其他的波形。但是，生成任意波形的唯一的辦法是將你在其他的應(yīng)用中創(chuàng)造的波形文件下載下來，這就意味著我根本就沒有用到“任意”的這一部分的功能。所以這里就有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)是一旦你想要購買一個(gè)AWG的時(shí)候，請(qǐng)記住一定要確保它的軟件是可以使用功能的。

AWG也許也有一些其他的不同的特殊的功能，比如尋找跟隨著采樣率變化的最大的模擬帶寬。請(qǐng)記住一個(gè)特殊的規(guī)律：一個(gè)200MS/s的數(shù)模轉(zhuǎn)換速率可以假定擁有一個(gè)100MHz的模擬帶寬，但是這個(gè)信號(hào)基本是沒有用的。你可以生成某個(gè)頻率的正弦信號(hào)，甚至你可以生成一個(gè)更低頻率的正弦波（比如10MHz），它看起來是完美的，因?yàn)镈AC的濾波器對(duì)這樣的高頻率會(huì)有一個(gè)平滑的作用。

更好的系統(tǒng)將會(huì)有一個(gè)低通濾波器去約束諧波，利用的是幾倍于輸出的濾波器平滑的DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣率。在pico的示波器6403D中，我使用了一個(gè)可以生成20MHz信號(hào)但是擁有200MS/s的數(shù)模轉(zhuǎn)換采樣率。相似的，也有HS5-530也有30MHz的信號(hào)帶寬，也相似地應(yīng)用了240MS/s的采樣率。一個(gè)5到10倍于模擬帶寬的采樣率看起來是比較標(biāo)準(zhǔn)的。

在示波器上添加AWG功能開啟了一些其他的新的有用的功能。當(dāng)實(shí)行一系列的協(xié)議解碼的時(shí)候，你可能會(huì)想要知道當(dāng)波特率輕微的變化的時(shí)候發(fā)生了什么事。你可以快速地通過重復(fù)記錄在示波器上的一系列的從AWG復(fù)制過來的數(shù)據(jù)包找到這個(gè)測試，并且調(diào)整AWG的采樣率去讓波特率輕微地降低或者是增加。

四、時(shí)鐘周期

最后的一項(xiàng)實(shí)用的功能是：在實(shí)際的應(yīng)用中，你可能會(huì)需要跟外部設(shè)備同步采樣率。示波器將會(huì)有兩個(gè)功能去做這個(gè)。一個(gè)是將會(huì)從示波器輸出一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，另一個(gè)將會(huì)允許你把一個(gè)外部的時(shí)鐘添加到示波器中。

一個(gè)常見的應(yīng)用是在多個(gè)示波器中同步捕獲的信號(hào)。你可以在任何你想要用一個(gè)同步捕獲辦法的應(yīng)用中使用這個(gè)。例如，當(dāng)你想要把示波器當(dāng)作是單數(shù)據(jù)速率的一部分的時(shí)候，你也許想要采樣的信號(hào)跟一個(gè)重新獲得的時(shí)鐘同步。

這個(gè)輸入的時(shí)鐘的周期經(jīng)典值是10MHz，雖然一些設(shè)備會(huì)允許你在幾個(gè)可選的頻率中選擇。如果這個(gè)時(shí)鐘源是其他設(shè)備的任何東西，你也許不得不做一些時(shí)鐘條件去將它變成一個(gè)時(shí)鐘源邊緣。

五、總結(jié)和相似的一些結(jié)論

在四個(gè)星期的時(shí)間里，我嘗試著通過解釋幾個(gè)在選擇示波器的時(shí)候應(yīng)該考慮的事項(xiàng)。就像前面所說的，因?yàn)槲覔碛械氖莗ico示波器，所以一些例子經(jīng)常是設(shè)計(jì)到picoscope的。但是所有的都可以跟你可能擁有的任何的示波器有關(guān)聯(lián)。

在選擇一個(gè)設(shè)備的時(shí)候，我的做法是下載使用手冊(cè)并且仔細(xì)地研究它，特別是一些你發(fā)現(xiàn)的最重要的特征。雖然說明書會(huì)忽略一些細(xì)節(jié)，但是用戶手冊(cè)中經(jīng)常會(huì)標(biāo)明你將要接觸到的一些限制的功能，比如FFT長度或者你可以得到的儲(chǔ)存深度。