使用混合示波器，執(zhí)行五項(xiàng)常見(jiàn)調(diào)試任務(wù)

隨著復(fù)雜性不斷上升，實(shí)踐證明，現(xiàn)代混合信號(hào)設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)人員可謂棋逢對(duì)手。嵌入式設(shè)計(jì)工程師必須戴幾頂帽子，才能高效地診斷和調(diào)試最新設(shè)計(jì)。這意味著他們需要處理下述活動(dòng)：設(shè)計(jì)電源，測(cè)量功率效率，在設(shè)計(jì)中采用無(wú)線電，或必須追蹤可能威脅預(yù)計(jì)操作的噪聲來(lái)源。

而且，調(diào)試當(dāng)今設(shè)計(jì)要求在混合域環(huán)境中工作，從DC到RF，包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)、串行總線和并行總線。在不太遙遠(yuǎn)的過(guò)去，這曾要求滿滿一工作臺(tái)的儀器，每臺(tái)儀器都有自己的接口和設(shè)置要求。

但是，正如嵌入式測(cè)試要求正在變化一樣，測(cè)試儀器也在變化，最明顯的是集成示波器的出現(xiàn)。在示波器用戶調(diào)查中，我們發(fā)現(xiàn)，除他們的示波器外，工程師報(bào)告稱，他們每個(gè)月需要多次使用下面的儀器：

● 數(shù)字電壓表 87%

● 函數(shù)發(fā)生器 68%

● 頻譜分析儀 45%

● 邏輯分析儀 33%

● 協(xié)議分析儀 15%

這表明示波器 – 大多數(shù)設(shè)計(jì)工作臺(tái)的核心儀器 – 必需為設(shè)計(jì)人員提供一套更完善的功能和特性，支持高效檢驗(yàn)和調(diào)試嵌入式設(shè)計(jì)。為滿足這一需求，測(cè)試設(shè)備制造商現(xiàn)在開始提供集成示波器，把多臺(tái)儀器融合到一個(gè)小型便攜式包裝中，并能夠同時(shí)查看時(shí)域信息和頻域信息。

市 場(chǎng)上最新的集成示波器之一是泰克MDO3000 (圖1)，它同時(shí)融合六臺(tái)儀器，包括業(yè)內(nèi)唯一內(nèi)置到示波器中的獨(dú)立RF采集系統(tǒng)。其他功能包括邏輯分析儀、協(xié)議分析儀、任意函數(shù)發(fā)生器和數(shù)字電壓表 (DVM)。而這樣一臺(tái)儀器在實(shí)踐中怎樣工作呢？它真能替代多臺(tái)獨(dú)立儀器嗎？為了嘗試回答這些問(wèn)題，我們使用這臺(tái)全新集成示波器完成下面五項(xiàng)常見(jiàn)任務(wù)，包 括：

1.查找異常信號(hào)

2.檢驗(yàn)串行和并行總線設(shè)計(jì)

3.搜索噪聲源

4.使用帶噪聲的信號(hào)進(jìn)行余量測(cè)試

5.驗(yàn)證開關(guān)電源設(shè)計(jì)

一如既往，您獲得的好處可能會(huì)根據(jù)需求和要求變化 – 一定要仔細(xì)查看技術(shù)數(shù)據(jù)表，并與預(yù)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行對(duì)比。而隨著價(jià)格下降，達(dá)到“標(biāo)準(zhǔn)”數(shù)字示波器的水平，同時(shí)隨著無(wú)線技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)中普及，安全地說(shuō)，集成示波器在這里可以清楚地代表示波器發(fā)展的未來(lái)。

圖1.泰克MDO3000系列集成示波器在一個(gè)便攜式包裝中提供了六臺(tái)儀器。

User interface selectable in 11 languages: 用戶界面有11種語(yǔ)言可供選擇

9’’ display: 9’’顯示器

Protocol decode & application modules: 協(xié)議解碼和應(yīng)用模塊

Dedicated spectrum analyzer functions & true RF N connectors: 專用頻譜分析儀功能和真正RF N連接器

16 digital channels: 16條數(shù)字通道

Arbitrary Function Generator: 任意函數(shù)發(fā)生器

Oscilloscope and DVM inputs: 示波器和DVM輸入

查找異常信號(hào)

發(fā)現(xiàn)和捕獲異常信號(hào)可能是調(diào)試過(guò)程中最困難的挑戰(zhàn)之一。僅一個(gè)信號(hào)上微弱的或偶爾發(fā)生的異常事件，都可能會(huì)直接決定設(shè)計(jì)能否可靠運(yùn)行。

通 常情況下，在探測(cè)電路板上的信號(hào)時(shí)，在波形上偶爾會(huì)看到微弱的光跡，表明偶爾出現(xiàn)的、非預(yù)計(jì)的事件，其看上去和數(shù)字信號(hào)不同。使用輝度等級(jí)顯示技術(shù)，可以 幫助確認(rèn)信號(hào)上存在偶發(fā)異常事件，但它們從屏幕上消失得太快，測(cè)量不到。盡管無(wú)限余輝在查看單個(gè)信號(hào)時(shí)會(huì)有一定的幫助，但它不能兼容快速探測(cè)電路板。