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秘訣①從基本觸發開始 給您的信號拍一個終點照 要充分利用示波器的功能，示波器觸發是您需要掌握的重要功能之一。如果您需要對當今許多更為復雜高速的信號進行測量，這一點尤為重要。 請將示波器觸發試想為賽馬的終點攝像。雖然這不是一個可重復的事件，但在第一匹馬穿過終點線時，相機快門必須與它的鼻子高度同步。在示波器上查看沒有觸發的波形就像隨機拍攝賽馬的照片。從比賽開始到結束， 您會看到很多匹馬，但不會得到真正需要的信息。 使用示波器的默認觸發設置，示波器將在信號的上升沿觸發。這個觸發點會在屏幕中心（水平和垂直中心）顯示。 您想要使用哪個通道作為觸發源；您想要怎樣的觸發電平設置；您想在什么樣的邊沿（上升沿還是下降沿）觸發；以及水平和垂直位置控件，所有這一切都可以選擇，以幫助您獲取正在尋找的確切事件的“照片”。 秘訣②牢記探頭要點 選擇正確的示波器探頭 探頭用于連接示波器和被測器件（DUT），它們對于信號完整性至關重要。 市面上銷售的示波器探頭有成百上千種，您如何選擇正確的那一款？這個問題并沒有唯一的答案，因為每一個設計都不盡相同。但是，在做出決定之前，您需要考慮一些不同的探頭特征。 帶寬 探頭的帶寬描述了探頭能將多高的頻率傳遞給示波器。探頭帶寬不夠一樣會造成嚴重的信號衰減，探頭帶寬和示波器帶寬選擇方法一樣。 衰減比 探頭具有不同（有時可切換）的衰減比，衰減比會改變信號進入示波器的大小。如果衰減比較高，您可以查看較高的電壓，但它也會使示波器的內部放大器噪聲更高。衰減比較低意味著您看到的示波器噪聲更少， 但會有更多的負載效應可能讓您的信號變形。 牢記探頭要點。秘訣 2（續） 探頭負載效應 沒有任何探頭能夠完美地再現您的信號，因為當您將探頭連接到電路時， 探頭就會成為這個電路的一部分。這種現象稱為負載效應。給系統增加不必要的負載，可能導致測量不準確，甚至會改變信號的波形形狀！ 電阻負載：最好是確保探頭的電阻超過電源內阻的十倍，以使幅度下降小于 10% 。 電容負載： 確保探頭的標定電容負載符合您的設計參數。 電感負載： 使用盡量短的地線來降低電感負載（在信號中顯示為振鈴）。 無源探頭與有源探頭 無源探頭通常價格便宜、易于使用而且堅固耐用。無源探頭是一種通用且精確的探頭類型。它們通常會產生相對較高的電容負載和低的電阻負載。在探測帶寬小于 600 MHz 的信號時，無源探頭很有用。 有源探頭使用有源元器件來放大或調節信號，并需要電源才能工作。它們能夠支持更高的信號帶寬。有源探頭比無源探頭的價格要高得多，并且不像無源探頭那么堅固耐用。有源探頭的負載效應通常比無源探頭小。 無源探頭非常適合于定性測量，例如檢查時鐘頻率、查找錯誤等。有源探頭則在定量測量方面表現出色，例如輸出紋波或上升時間。雖然有源探頭的成本高于無源探頭，但它們對測量精度有很大的影響。 秘訣③合理定標波形 正確的信號定標至關重要。 示波器的采樣速率和垂直分辨率對測量精度有影響，合適的信號刻度設置能讓優化您的測量。 水平時基 在進行與時間相關的測量時，水平時基是一個重要考量。當您改變信號的水平時基（每格時間）時，您也改變了總信號采集時間。信號采集時間進而會影響示波器的采樣速率。這種關系可通過以下公式來表示： 采樣速率 = 存儲器深度 / 采集時間 存儲器深度為固定值，采集時間可以通過調整示波器上的每格時間設置來確定。隨著采集時間增加，采樣速率不得不降低，以便將整個采集結果存入示波器的存儲器。進行時間相關的測量（頻率、脈沖寬度、上升時間等）時，選擇適當的采樣速率很重要。 垂直標度 正如水平時基對于時間相關的測量很重要一樣，垂直刻度對于垂直相關的測量（峰峰值、RMS、最大值、最小值等）也很重要。只需簡單地增加信號的垂直刻度，您就可以獲得更精確的測量，測量的標準偏差要小得多。為什么垂直標度會對測量有影響？水平（時間相關的）測量受到采樣速率的影響，而垂直（幅度相關的）測量則受到垂直分辨率的影響。 秘訣④使用正確的采集模式 示波器有哪些采集模式？ 如果想對示波器讀數有信心，您需要了解不同采集模式的優勢和劣勢，這些模式包括：常規采集、平均采集、高分辨率采集和峰值檢測采集。采集模式是經過精細調整的采樣算法。通過改變示波器模數轉換器（ ADC）的采樣速率并選擇性地繪制或組合采樣點，可以觀察到信號的不同特性。 常規采集模式 常規采集模式是示波器的默認模式。ADC 進行采樣，示波器抽取到所需的點數并繪制波形。日常調試任務最好使用常規采集模式，因為它對信號給出了一個很總體的表述。這是一種安全的使用模式，不會出現重大的問題。 平均采集模式 平均模式會捕獲多個波形并將它們進行平均。平均采集模式的主要好處在于它會通過平均去除信號上的隨機噪聲，讓您只看到底層的信號。平均采集模式只能用于周期性信號，并采用穩定的示波器觸發。平均模式非常適合查看或表征非常穩定的周期性波形。 使用正確的采集模式秘訣 4（續） 高分辨率模式 高分辨率模式是另一種平均采集的形式。然而，它不是波形到波形的平均，而是點對點的平均。實質上，ADC 會對信號進行過采樣，然后將相鄰點放在一起進行平均。這一模式采用實時boxcar 平均算法，有助于減少隨機噪聲。它還可以帶來更高的分辨率位。 在降低隨機噪聲方面，高分辨率模式不如前面討論的平均模式那樣有效， 但它具有一些明顯的優勢。因為高分辨率模式對多次捕獲沒有依賴，所以它可以用于非周期性信號和瞬態的觸發。這使得在一般問題的調試上，高分辨率模式比平均模式好得多。 峰值檢測采集模式 峰值檢測采集模式的功能與高分辨率模式類似。ADC 對信號進行過采樣并選擇性地選擇要顯示的點。但是，峰值檢測模式不是將這些點放在一起加以平均，而是選擇最高點和最低點進行繪制。這樣做很有用，因為它可以提供對異常高點或低點的洞察，而這些點在其他模式下可能會看不到。峰值檢測模式最適合用于檢測毛刺或查看非常窄的脈沖。 秘訣⑤使用高級觸發了解更多細節 在秘訣 1 中，我們討論了基本觸發，其實還有更多的觸發模式可供選擇 上升 / 下降時間觸發 上升 / 下降時間觸發在大于或小于一定量的時間內查找從一個電平到另一個電平的上升或下降邊跳變。它會針對狀態改變得太快或太慢的信號觸發。此觸發器有助于查看是否存在阻抗失配，系統上是否存在某些額外負載導致邊沿過慢。 建立和保持時間觸發 建立和保持時間觸發可用于各種數據和時鐘信號。一個示波器通道探測時鐘信號，另一個通道則探測數據信號。建立時間是時鐘邊沿之前數據信號電平必須存在的時間。保持時間是時鐘邊沿之后數據信號電平必須保持的時間。 這個觸發模式很重要，因為數字設計要求在時鐘邊沿發生之前，建立起一段時間的數據線狀態（0 或1）。將觸發條件設置為指定的建立和保持要求，以檢查設計中的違規之處。 協議觸發 當今許多示波器具有內置的協議觸發。如果您使用串行總線，協議觸發非常有用。對于這些不同總線中的每一根，都有一系列不同的觸發（開始條件、停止條件、缺失確認、無確認尋址等）。 航空航天 / 國防 ARINC 429，MIL-STD 1553 等。 汽車 CAN，I2C，SPI 等。 您可以通過觸發開始條件開始調試，這將為您提供穩定的數據包通過視圖，并讓您了解系統的運行狀況。如果您遇到系統錯誤或想要證明一切正常，您甚至可以只針對錯誤觸發。這樣可以讓您只關注導致問題的領域， 而不用將時間浪費在數百個沒用錯誤的數據包上。如果示波器帶有分段存儲器，您可以將其打開，在很長時間段內只捕獲錯誤。 秘訣⑥對串行總線使用符合解碼 協議解碼 根據您所測試的器件類型，您可能需要測試某些串行總線（例如汽車上 的 CAN 和 LIN 總線以及 嵌入式設計中采用的 I2C 和 RS-232 總線）。示波器可以通過進行物理層測量來表征這些信號的模擬質量。 如秘訣 5 中所述，協議觸發有助于捕獲總線上的特定實例或事件，這非常有用。然而，當今使用的許多串行總線采用十六進制格式編碼，可能難以理解。符合解碼可將這些事件轉換成更易理解的格式。 基于硬件的解碼 基于硬件的解碼提供了解碼的實時更新。這提高了示波器捕獲和顯示偶發性串行總線通信錯誤（如位填充錯誤、格式錯誤、確認錯誤，CRC 錯誤和錯誤幀）的概率。 如需了解更多，歡迎您了解西安安泰測試設備有限公司，訪問安泰測試網。
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發表于 2022-5-23 14:34:57
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