但愿我有……最理想的图像

2015-06-18 16:19:00   来源:eefocus   

关键字: 示波器  测量保真度

         如果您有合适且装备精良的示波器,就可在较短的时间内设计出更好的产品,而且能更精确、更有信心地鉴定电路的性能,更轻而易举地检定系统是否符合标准,同时快速地测定出最难以捉摸的事件,从而简化排障工作步骤。恰当的示波器可为您提供最佳图像。您可以想象,最理想的图像将为您打开什么样的新天地。

       任何精良的示波器系统,都在于其能够精确地捕获和显示您需要的信号,即所谓的测量保真度。作为工程师或设计人员,您面临的是日益加快的时钟速率和边沿速度、日益复杂的信号和不断增长的产品上市压力。如此一来,示波器的测量保真度也就越来越成为您成功之作的关键因素。

 

但愿我有……

 

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高速度需要高带宽

        在选择示波器时,带宽是最重要的选择标准之一。带宽决定了示波器测量信号的基本能力。没有足够的带宽,示波器就不能解析高频变化。幅度和边沿将出现失真,毛刺将消失,更无法看到信号的细节。没有足够的带宽,您将无从获得精确的测量结果。

        所谓“示波器带宽”,是指正弦波输入信号衰减至该信号70.7%实际幅度时的频率,即所谓的-3dB点。若需确定能在您的应用环境中精确鉴定信号幅度的示波器带宽,可使用“5倍法则”(5TimesRule):

                    所需示波器带宽=待测定信号的最高频率分量x5

       另一种估算信号带宽的简单方法是:用最快信号分量的10%至90%上升时间除以常数k,其中k乃是介于0.35和0.45之间的一个值,具体数值取决于所用示波器的频率响应曲线和脉冲上升时间响应。

       使用“5倍法则”选择的示波器可在幅度测量中提供大于±2%的精度,足以满足目前各种典型的应用环境。但是,随着信号速度的增快,您可能不能应用此概测法。务必记住的一点是,带宽越高,重现的信号越精确,示波器的使用寿命也越长。

       泰克公司可向您提供品种最齐全的示波器产品,从而使您能在从事要求最高的项目时选用最能满足各项需求的示波器,一切为了您能信心十足地如期完成任务。

 

在数字系统中,上升时间是最重要的因素

       在数字世界中,上升时间测量至关重要。示波器必须有足够的上升时间,才能精确地捕获快速跃迁的信号细节。在计算信号所需的示波器上升时间时,可以应用以下公式:

                          所需的示波器上升时间=待测定信号的最快上升时间/5

       上升时间既影响幅度的测量精度,也影响时间的测量精度。在许多数字应用中,待测定信号的边沿速率(上升时间)可能要求使用比信号重复率所需速度更快的示波器,因为慢速信号也有快速边沿。您可能不一定总能实现上述概测法。但请记住,具有较快上升时间的示波器能更精确地捕获快速跃迁信号的关键性细节。示波器的上升时间与其带宽息息相关。具有较高带宽的示波器之所以能够观察到更多的信号行为,只不过是因为这种示波器的上升时间已成为测量的有机体,如下列公式所述:

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       以较低带宽观察到的似乎正常的数字信号,很可能在其前沿中有偏差,致使其造成定时错误。或者某一瞬态窄信号可能会逃之夭夭,造成随后的设备输入出现不稳定工作状况。如公式所述,600 MHz 的示波器能够更精确地捕获到在500 MHz仪器上模糊不清的信号细节。

        高带宽的好处不仅仅限于观察和测量信号边沿。当您使用较高带宽和上升时间的示波器时,幅度、信号对称性以及许多其他偏差都可在高带宽上一览无余,至少被忽视的情况减少了。泰克公司提供的示波器,其上升时间能够满足各种逻辑电路的应用要求。

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如图中在500MHz和600MHz仪器上测定的20ps上升边沿所示,带宽越高,重现信号的精度就越好。

 

但愿我能……

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 明察秋毫 

       您所面临的最难以解决的问题是如何发现罕见的毛刺、建立和保持时间违例,以及总线争用等故障。用DSO有时很难捕获到间歇性的或偶发的事件,这是因为在大多数情况下,DSO示波器往往在检测信号行为方面爱莫能助。致使您要花费很多时间,有时几分钟,有时数个小时,有时几天,去寻找那些可能会使设计出现不可靠行为或意外故障的间歇性问题。

        您也许想像过这样一个世界,您能通过示波器看到信号异常,准确无误地鉴别故障性质,在事件上触发并将其隔离,而这一切都能在几分钟内完成。您也许想像过,您对所看到的整体信号细节之精度有十足的把握和信心,所见显示即信号的本来面目。这并非虚幻世界,它的确存在。人称之为数字荧光示波器(DPO)。

        所有数字示波器都要“眨眼”。也就是说,示波器要在每秒钟内睁眼若干次以捕获信号,并在其间闭上眼睛。这就是波形捕获速率,以每秒捕获的波形数量(wfms/s)表示。具有高速持续波形捕获速率的示波器,可洞察更多的信号行为或特征,从而大幅度增加了示波器迅速捕获抖动、欠幅脉冲、毛刺和跃迁故障等瞬态异常的概率。

 

信心十足地加快设计和排障工作的进程

       DPO示波器为您展示了一个其他示波器可望不可及的全新世界,以所需的速度、精度和洞察能力使您能迅速检验、鉴定和调试最尖端的设计。

       常规DSO示波器较慢的波形捕获速率,意味着您将失去发现关键信号信息和瞬息即逝事件的机会。DPO示波器的快速波形捕获速率可提供无与伦比的信号洞察力,并能最大限度地提高捕获罕见或随机毛刺的概率。

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数字存储示波器。常规DSO 示波器较慢的波形捕获速率,意味着您将失去发现关键信号信息和瞬息即逝事件的机会。

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数字荧光示波器。DPO 示波器的快速波形捕获速率可提供无与伦比的信号洞察力,并能最大限度地提高捕获罕见或随机毛刺的概率。

        数字荧光示波器(DPO)的威力在于其并行处理体系结构。DPO采用的这一独特的体系结构,可在大幅度地缩减信号处理时间的同时,按比例增加捕获信号信息所需的时间。其结果是加快了波形捕获速率,进而显著地提高了捕获间歇和难以捉摸之事件的概率,并为深入分析提供了更多的数据。虽然有些示波器厂商号称其示波器产品具有极高的波形捕获速率,但那只是在短促的猝发时间内,这远远不够,只有DPO能在持续的基础上提供如此快的波形捕获速率。只有这种持续的高速率能快速揭示故障的性质,以使高精触发模式能够迅速隔离故障,为您节省每一分钟,每一小时,甚至几天的时间。

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编辑:什么鱼
本文引用地址: http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0618/article_12033.html
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