利用普通數(shù)字存儲示波器排除嵌入式系統(tǒng)數(shù)字類故障

一種最通用的觸發(fā)特性

脈寬觸發(fā)最近已從高檔實驗室儀器移植到普通DSO中，這種設(shè)置可在輸入信號脈寬處于下列情況時使示波器觸發(fā)：
小于指定時間大于指定時間
等于指定時間（在標稱誤差范圍內(nèi)）
不等于指定時間（在標稱誤差范圍內(nèi)）
“小于”脈寬觸發(fā)是在總線或器件輸出端發(fā)現(xiàn)可疑瞬時脈沖的最快方法之一。當串擾或時序引起的短暫瞬時脈沖選通器件的輸出使能或片選輸入端時，將帶來間歇性問題，使器件在錯誤的時刻把數(shù)據(jù)送到總線上，從而導(dǎo)致不可預(yù)見的結(jié)果。“小于”觸發(fā)檢測的脈沖比用戶指定的寬度要短，使示波器能捕捉到探針輸入端出現(xiàn)的所有信號。這種方法得到的不僅是瞬時現(xiàn)象本身，而且還有輸出使能及數(shù)據(jù)總線所產(chǎn)生的結(jié)果。

“大于”觸發(fā)有助于發(fā)現(xiàn)一些“被卡住”（stuck）的數(shù)據(jù)或經(jīng)過處理后沒有回到缺省狀態(tài)的其它信號，當脈沖下降沿未發(fā)生在指定時間時使示波器觸發(fā)。例如一個數(shù)據(jù)總線輸出信號轉(zhuǎn)換到“1”以響應(yīng)輸出使能動作，之后并沒有再轉(zhuǎn)變?yōu)樾聽顟B(tài)，這可能是由于輸出使能信號本身不準確、被驅(qū)動器件三態(tài)轉(zhuǎn)換時間太長或者數(shù)據(jù)總線下一數(shù)值沒有出現(xiàn)等多種原因造成，“大于”觸發(fā)就能發(fā)現(xiàn)這種錯誤，重現(xiàn)所有示波器連接通道上會產(chǎn)生影響的信號，再通過一些檢查，就可以發(fā)現(xiàn)到底是什么原因造成的問題。這里的時間范圍和其它脈寬觸發(fā)設(shè)置一樣，從幾十納秒到幾秒，可提供充足的時間以確保測量的真正是被“卡住”的信號而不延遲信號。

“等于”觸發(fā)在觸發(fā)信號（如輸出使能）受到瞬態(tài)信號或噪聲干擾而引起示波器偽觸發(fā)時，提供一種替代電壓門限觸發(fā)的方法。用基本嵌入式微處理器可以說明這種情況。大多數(shù)這類器件包括一個外部總線，使處理器能對內(nèi)置存儲器或外圍接口進行擴展，通常該總線允許由外圍電路控制與處理器之間數(shù)據(jù)傳送的時序。處理器先給出一個地址，然后發(fā)送地址選通，被選到的外圍電路最后發(fā)出“收到”信號確認收到了處理器的指令。該過程需要的時鐘延遲是已知的（一般可由用戶指定），具體電路各有不同。

知道這個延遲時間是區(qū)別各外圍電路及檢查測試點響應(yīng)活動的關(guān)鍵。方法很簡單，把地址選通作為觸發(fā)并將脈寬觸發(fā)時間設(shè)置為與具體外設(shè)時鐘延遲數(shù)相等，地址選通上升沿啟動倒計時開始，觸發(fā)電路等待一個預(yù)設(shè)時間，然后示波器將觸發(fā)并探測測試點上的信號情況。根據(jù)定義，這就是外設(shè)在總線上活動的時間，因此“等于”脈寬觸發(fā)使示波器在一定程度上可承擔邏輯分析儀的工作。

用內(nèi)置計數(shù)器進行頻率測量

自動頻率測量幾乎從一開始就是DSO的功能之一，一般來講檢查被采集波形的第一個周期就可以得到。這是測量一次性事件很有用的工具，但它不能得出連續(xù)的高精度波形平均頻率值。

頻率測量的另一個方法就是常見的頻率計數(shù)器所使用的，這類頻率計一般都找得到且通常比較便宜。利用觸發(fā)信號作為平均頻率讀數(shù)的源信號也能在DSO中實現(xiàn)該方法，這是當前低檔DSO的一個新特性。頻率計數(shù)器采用多種不同方式來測量，最常用且最簡單的方法是固定式頻率計數(shù)器，它在一固定時間內(nèi)計算輸入周期的數(shù)量（顯示計數(shù)）；或者是固定式周期計數(shù)器，計算一個周期所用的時間數(shù)（顯示計數(shù)的倒數(shù)）。兩種方法在計數(shù)量大時精度很好，在計數(shù)量低時精度較差。一個類似的方法是把測量間隔分成兩半，前一半計算時間和激勵數(shù)，一旦達到一半的點數(shù)，則當輸入發(fā)生轉(zhuǎn)換（與測量開始時轉(zhuǎn)換的極性相同）即終止測量。這種方法在極端情況下無法達到最高精度，但一般精度都在最高精度的1/2，為有效觸發(fā)事件提供穩(wěn)定易讀的頻率顯示（精確到6位數(shù)）。由于任何一個事件（在合理幅度范圍內(nèi)）實質(zhì)上都可作為觸發(fā)事件，所以這里的“讀數(shù)”實際上就是一個通用頻率計數(shù)器。

對嵌入式系統(tǒng)進行故障檢測時，經(jīng)常還必須要檢查各種局部時鐘信號的頻率，包括主晶振。此時示波器觸發(fā)計數(shù)器即可提供一個快速內(nèi)部解決方案，其測量比在波形基礎(chǔ)上的自動頻率測量更加準確，而且無需為頻率計數(shù)單獨設(shè)一個儀器。

計數(shù)器還有助于尋找串擾和噪聲源。例如計數(shù)器發(fā)現(xiàn)總線上一個噪聲信號頻率是100kHz，那么可能是開關(guān)電源部分的串擾或接地有問題；同樣，如果噪聲信號頻率是主時鐘的1/2，問題就可能出在旁邊總線發(fā)出的串擾。因為實際上信號源可以是任何觸發(fā)信號，所以計數(shù)器可測量任何條件觸發(fā)事件的頻率，并不僅僅是每個周期出現(xiàn)一次的電壓觸發(fā)，如將計數(shù)器與脈寬觸發(fā)結(jié)合，還可以確定發(fā)生在連續(xù)脈沖內(nèi)特定脈寬的頻率。

彩色波形顯示器

彩色液晶顯示器以前僅在高檔實驗儀器中才會有，但現(xiàn)在也可見于一些普通的DSO.彩色給顯示器多增加了一層信息，使這種儀器在作檢測時比以前更加容易。
波形只不過是屏幕上的一條線，以顏色表示能帶來什么樣的好處呢？主要是在觀察多條波形線時彩色能看得更清楚，每條線都采用不同的顏色。這種彩色編碼方法還沿用到示波器前面板上，例如黃色旋鈕控制黃色波，通過黃色探針連接進來，它還可以一路延長到探頭，甚至到被測電路上，用不同的顏色標出測試點。另外，在疊加兩個波形比較區(qū)別時彩色也很有用，一些顏色在調(diào)光照明條件下還會更加清晰。
彩色示波器可以提高生產(chǎn)率，簡單地講就是應(yīng)用簡單，能減少很多細小的人為錯誤，而這種小錯誤常常要花幾個小時才能解決。