示波器-常規測量需要必備的工具
2013-03-04
幾年之前的某些"尖端"測量手段如今已成為常規方法。幾乎每個工程師都可以講述一些這樣的經歷：他們如何追蹤由于信號的幾個納秒的延遲或幾乎無法察覺的瞬態而引發的問題。在測量現在的電路時，必須要處理更快的信號邊緣、更高的時鐘頻率，還要處理模擬量，在數字系統中更是如此。同一臺示波器，早晨用于描述時序，中午可能被用于排除模擬電路的故障，到了下午則用來測量電源。所有這些都是常規測量，但是需求的變化范圍卻很大。
讓我們考察一些"常規"的測量，看它們對示波器有什么要求：
基礎測量："信號是否存在"，波形，振幅和頻率（或周期），噪音。
盡管現在的頻率范圍比過去高，多數示波器完全能夠勝任這些測量。60MHz到100MHz的帶寬就能顯示出很理想的信號邊緣和瞬態細節。
對于基礎測量來說，示波器最可貴的優點是容易使用。如今的數字存儲示波器使用了自動化的測量方法和游標，與網格線判讀的方法相比，其讀數更快捷、更精確。
數字測量：邊沿定時關系、瞬態、"單次"事件。
示波器的帶寬和采樣率對于數字測量是非常重要的。如果示波器"太慢"，則快速的邊緣跳變和過沖有可能被軟化甚至丟失。為了可靠地捕獲到不可重復的事件，示波器的采樣率（頻率）必須比被測信號的頻率高5－10倍。
數字電路測量：建立時間和保持時間，數據采集，總線故障。
數字電路測量有著與數字測量相類似的需求，不過游標和自動測量使得重復性的測試更加容易。為了對器件性能作出文檔說明，常常需要波形存儲功能。
◆ 數字電路測量
調試樣機是每個數字設計項目的組成部分。有時，如果電路的運行不穩定，或者根本不工作，就必須確定主時鐘信號在整個系統中的傳送是否正確，在到達目的地時是否完好無損。通常有很多測試點和器件的引線需要檢查。在直觀地檢查信號的完整性時，常用的一個辦法就是測量它的頻率或振幅，或者兩者都測。
如果沒有自動測量手段，這個過程會因過于費時而失去了實際意義。TDS 2012這樣的自動化數字存儲示波器是數字電路測量的最佳工具。
如果在設計中把敏感的模擬電路和快速的數字元件組合在一起，那么數字的開關瞬態就有可能進入模擬電路。例如在錄像機中，這些瞬態可以疊加到視頻信號上并引起令人厭煩的畫面失真。模擬電路本身固有的噪音常常掩蓋了開關瞬態。那么瞬態是從哪兒產生的呢？
TDS 2012 示波器的平均（AVERAGE）方式能夠幫助你透過噪音看到令人棘手的瞬態并查明其原因。AVERAGE是獲取菜單中的一個選項。示波器最多可選擇128個獲取項，并生成一個平均的波形，只選擇能夠產生最佳結果的獲取數就可以了。圖2 給出了一條模擬信號線的平均視圖。原來被無關的噪音掩蔽起來的數字瞬態，現在很清晰地從底線突現出來。從瞬態的頻率和時間特征可以找到有關其來源的線索。在本案例中，兩塊電路板導軌相距太近，以致于將數字信號的快速前沿耦合到了模擬波形軌跡上。
在這一點上，主時基的位置（M Pos）應當為 0。然后，調整觸發電平使波形的過沖部分位于屏幕的中心。最后一步是用水平SEC/DIV調節將過沖展開。
◆ 集成電路參數測量
隨著時鐘頻率的逐年增加，邏輯器件的技術規范，建立時間和保持時間，變得更加重要。雖然制造商的數據表里提供了建立時間和保持時間參數，在電路中配置新的器件之前通常還是要對這些參數加以確認。TDS 2012 的時間游標簡化了建立時間和保持時間的測量。
在描述器件特性時經常需要將結果記錄在文檔中。如果在TDS 2012 上配備了接口模塊，即可通過接在并行端口的兼容打印機將波形打印出來，通過泰克的OpenChoice 軟件，示波器也可將信息發送到外接的PC計算機上或進行更多的參數測量。此外，這種示波器還能存儲兩個完整的波形數據以供在任何時候重新調用和顯示。
來源：示波器 http://www.kafenchem.com/
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