養(yǎng)成使用示波器的習(xí)慣

一位工程師從自身經(jīng)歷出發(fā)回答了一個經(jīng)典問題：為什么要養(yǎng)成使用示波器的習(xí)慣。本文將為大家詳解，看下文后，對于用過示波器的人來說，可能會感受到“確實(shí)是那么回事”。認(rèn)識本質(zhì)后，大家就會認(rèn)為示波器是理論聯(lián)系實(shí)際的好幫手，可以幫您直面bug的本質(zhì)。有了示波器的測試結(jié)果，“有圖有真相”，便于分析問題?；谏鲜龇N種好處，是不是覺得養(yǎng)成使用示波器的習(xí)慣是必須的? 當(dāng)一件正確的事情成為我們習(xí)慣的時候，對一個人的影響是正面且長期的，意義也很重大。 養(yǎng)成使用示波器的習(xí)慣對一個工程師的影響也是一生的，而當(dāng)習(xí)慣進(jìn)一步上升為理念時，就算刻意去擺脫都不是那么容易。 當(dāng)產(chǎn)品出現(xiàn)問題時，很多人下意識還是會拿萬用表去東量量，西測測。究其原因，萬用表人手一個，使用便捷，所以受到廣大工程師的歡迎。在這里我想說的是這個習(xí)慣不大好，詳細(xì)原因且聽我慢慢道來。 萬用表的使用場景主要是用于阻值(電阻值，對地阻抗)，通斷(是否滴滴響)等簡單測量，這兩個功能是示波器無能為力的。電壓值也可以用萬用表量。用萬用表測量電壓有效值更準(zhǔn)確，但要觀察電壓具體“長什么樣”還是得用示波器。 有一個經(jīng)典的比喻，示波器是電子工程師的眼睛。如果不使用示波器，我們在研的產(chǎn)品就相當(dāng)于一個黑盒子，難以探知其真實(shí)面目，畢竟一抹黑的路不好走。下面結(jié)合一些經(jīng)歷來談?wù)劄槭裁匆B(yǎng)成使用示波器的習(xí)慣。

1. 理論聯(lián)系實(shí)際的好幫手 示波器是一名硬件測試工程師必須熟練掌握的工具，但由于工作性質(zhì)的原因，我們經(jīng)常做的工作是對照測試用例或者規(guī)范進(jìn)行一些固定項的重復(fù)測試，如各類接口，內(nèi)部總線等。久而久之，很多人就不滿足于這種知識面了。不安于現(xiàn)狀的測試工程師們接下來的步驟就是找來一些資料來深入學(xué)習(xí)自己所面向的產(chǎn)品，了解工作原理，內(nèi)部構(gòu)造，各模塊電路，信號流向等。這些知識有的清晰，有的模棱兩可，有的甚至搞不懂。 當(dāng)你遇到這種情況時，示波器可以成為你非常好的幫手，對不懂的地方，可以先查查資料，嘗試弄明白原理，然后用示波器量一下波形，時序等，驗(yàn)證自己的分析結(jié)果。通過示波器可以直觀地看到波形，會使人感到很清晰，印象深刻，理論知識也可以得到更好的理解。 把一個電子產(chǎn)品上的信號都量測之后，加上學(xué)習(xí)一些文檔，那樣對自己所面對的產(chǎn)品理解就會透徹了。

2. 直面bug的本質(zhì) 當(dāng)我們在解決bug的時候，有的問題可能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)就解決了，而沒有去徹底把本質(zhì)搞明白。這樣就會有隱患，而且下次設(shè)計電路的時候可能掉進(jìn)同樣的一個陷阱。 比如I2C上拉電阻配置不正確導(dǎo)致通信出現(xiàn)概率性失敗，信號線上電容過大導(dǎo)致波形失真等，也許我們改改電阻值、電容值就把問題解決了，但是這樣還不夠，如果通過示波器看到波形的本質(zhì)，然后再去調(diào)試。這樣解決的問題，以后就不會再犯了，也會保證避免出現(xiàn)一些當(dāng)時認(rèn)為已經(jīng)解決，但是在批量時依然會概率性的出問題。 一些EMC問題是由內(nèi)部高頻信號的諧波引起，通過示波器調(diào)試，可以在保證信號完整性的基礎(chǔ)上有效降低輻射信號的能量，如串接更合適的匹配電阻，增加對地電容等手段去解決。而保證信號完整性，最直接的手段就是使用示波器測試，以免矯枉過正，出現(xiàn)隱患。

3. 有圖有真相 有些bug出現(xiàn)的時候，需要多方來一起解決。這樣的多方郵件溝通就需要圖像作為重要依據(jù)了。之前遇到一個bug：Host端向device端加載文件時出現(xiàn)概率性失敗的情況。這里涉及三方的硬件，軟件，還要涉及Host芯片及Device芯片廠家的臺灣原廠。各方經(jīng)過各自的檢查，加上各自之前出貨的經(jīng)驗(yàn)，均認(rèn)為自己沒有問題。使用示波器反復(fù)量測波形，時序，在開始也沒能定位問題。因在啟動時，時鐘信號線上會出現(xiàn)一部分1V雜波信號，然后通過實(shí)驗(yàn)手段判定就是Host端發(fā)出，以此作為證據(jù)要求Host端的臺灣原廠修改，理由是不管此信號是否對通信造成影響，至少先解決這個問題再考慮。在更新過兩次代碼后，1V雜波信號消失，老化拷機(jī)，并未出現(xiàn)問題。 出于自我保護(hù)本能以及各方知識的局限，一般各自都會認(rèn)為自己這方?jīng)]有問題，通過示波器量測波形，找到證據(jù)，督促修改，會使得問題容易得到解決。 最后，需要特別注意的是示波器的操作一定要正確，錯誤的操作及細(xì)節(jié)的不注意，就有可能把示波器這一神器變成雙刃劍，帶來不必要的麻煩，需要特別注意。在實(shí)際工作中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)不同的人測試會得到不同的測試結(jié)果，這里就需要平時多多累積一些經(jīng)驗(yàn)了。歸根結(jié)底，還是一個要多使用的問題，當(dāng)然文檔也要多看。 希望廣大工程師們能多使用示波器，同時也需要各廠家的慷慨解囊，提供更多的示波器，為員工創(chuàng)造條件，從而不會讓員工因資源有限而養(yǎng)成使用萬用表的習(xí)慣。