DPO解決方案

2004年8月A版

　　計(jì)算機(jī)、通信、視頻等技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)測(cè)試和測(cè)量?jī)x器提出更高要求。人們希望能通過(guò)示波器看到信號(hào)異常，準(zhǔn)確無(wú)誤地認(rèn)別故障性質(zhì)，并能在事件上觸發(fā)以將其隔離，而這一切希望能在幾分鐘內(nèi)完成。

　　在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，信號(hào)速度日益加快，時(shí)鐘速率不斷提高而定時(shí)余量卻越來(lái)越??；抖動(dòng)、異步故障和瞬態(tài)問(wèn)題越來(lái)越難以發(fā)現(xiàn)，但發(fā)現(xiàn)這些問(wèn)題所帶來(lái)的重大影響卻愈加關(guān)鍵。

　　在通信領(lǐng)域，精確鑒定正交調(diào)幅(QAM)信號(hào)和異步包數(shù)據(jù)信號(hào)等動(dòng)態(tài)復(fù)合信號(hào)、電信網(wǎng)絡(luò)速度日益提高，信道計(jì)數(shù)和容量需求與日俱增。

　　在視頻領(lǐng)域，多種國(guó)際廣播標(biāo)準(zhǔn)、壓縮技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)模擬和數(shù)字視頻信號(hào)在分析方面的更高要求。

　　在信號(hào)測(cè)試測(cè)量方面遇到的這些挑戰(zhàn)，需要一個(gè)理想的解決方案。

DPO解決方案

　　針對(duì)上述信號(hào)測(cè)試測(cè)量方面的挑戰(zhàn)，Tektronik公司推出一個(gè)理想的解決方案—DPO(數(shù)字熒光示波器)。

　　DPO采用Tektronix公司專有的信號(hào)采集技術(shù)DPXTM，使其捕獲速率達(dá)到400000個(gè)波形以上，傳統(tǒng)DSO的波形捕獲率為每秒幾百個(gè)到上千個(gè)波形。。任何難以捕捉的毛刺、欠幅脈沖和其他不常見的信號(hào)異常在DPO上能顯而易見。DPO可使用信號(hào)的三維信息實(shí)時(shí)顯示、儲(chǔ)存和分析復(fù)合信號(hào)(振幅，時(shí)間，隨時(shí)間變化的振幅分布情況)。圖1示出DPO信息顯示與模擬實(shí)時(shí)(ART)示波器、數(shù)字存儲(chǔ)示波器的比較。圖1中的模擬實(shí)時(shí)(ART)示波器可提供信息豐富的顯示(中間圖)。DSO可提供單調(diào)的兩維顯示(右面的圖)。DPO(左面的圖)以三維數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存波形的數(shù)據(jù)點(diǎn)，可提供類似模擬的實(shí)時(shí)顯示。

　　基于DPO上述特性，DPO解決方案對(duì)計(jì)算機(jī)可做到：

　　DPO方案對(duì)通信信號(hào)可做到：

　　DPO解決方案對(duì)視頻信號(hào)可做到：

　　DPO在計(jì)算機(jī)、通用和視頻應(yīng)用實(shí)例示于圖2。

DPO內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)

　　DPO采用并行處理體系結(jié)構(gòu)(圖3)。DPO通過(guò)光柵掃描將數(shù)字化的波形數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送到稱之為數(shù)字熒光體的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。該光柵系統(tǒng)每1/30秒將儲(chǔ)存在數(shù)字熒光體的信號(hào)圖像快照直接發(fā)送到顯示系統(tǒng)。以這種直接方式進(jìn)行的波形數(shù)據(jù)光柵化，加上直接復(fù)制到顯示內(nèi)存，即可加快數(shù)據(jù)處理的全過(guò)程。DPO的并行體系結(jié)構(gòu)解放了微處理器，微處理器可并行于綜合采集/顯示系統(tǒng)執(zhí)行波形計(jì)算、測(cè)量和前面板控制任務(wù)。DPO的并行體系結(jié)構(gòu)不像DSO的串行處理體系結(jié)構(gòu)(圖4)，DSO串行處理體系結(jié)構(gòu)在信號(hào)采集過(guò)程中需要微處理器的參與。因而降低了系統(tǒng)的波形捕獲速率。較高的波形捕獲速率會(huì)增加捕獲信號(hào)異常的概率。圖5示出DPO與DSO波形捕獲速率的比較。

　　示波器的捕獲速率為：

                           采集(掃描)時(shí)間
　　捕獲速率=

       采集(掃描)時(shí)間+系統(tǒng)(掃描)釋放時(shí)間

　　對(duì)任何示波器來(lái)說(shuō)，在顯示更新周期中都一直有釋放時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)不能采集信號(hào)。在釋放時(shí)間提高時(shí)，被測(cè)信號(hào)中重復(fù)率低的異常事件被觀測(cè)到的概率將會(huì)下降。

　　下面舉例加以說(shuō)明DPO與DSO捕獲概率的不同。

　　對(duì)于1MHz方波信號(hào)、1ms/格時(shí)基設(shè)置、脈沖畸變大約每秒發(fā)生一次(或每100萬(wàn)個(gè)循環(huán)發(fā)生一次)的實(shí)例，典型的DSO采集時(shí)間為10ms、系統(tǒng)釋放時(shí)間4ms(典型)，其捕獲概率在一秒后為0.4%；而DPO所采用的DPXTM(見圖6)的采集時(shí)間為10ms、系統(tǒng)釋放時(shí)間為20ms(典型)，其捕獲概率在一秒后為33%。而DPO和DSO查看一個(gè)問(wèn)題的時(shí)間分別為6秒(概率約為90%)和15分鐘(概率約為90%)。這足以說(shuō)明DPO并行處理結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性。(冰)