示波器基础系列之十一 —— 如何用示波器测量4个以上通道

2016-03-09 09:24:24来源: eefocus
问题: 

    “您好!我是XX研究院研究员XX。很感谢您的来信,我是检测方面的初学者,您的附件让我受益匪浅。我有个比较弱的问题想请教您:我们现场测量有超过8个量以上,现有的示波器似乎不能一台同时接入这么多量,那么我计划分别接不同的示波器,比如接4个,怎么样可以保证之间没有干扰或延迟呢?各个示波器之间是否需要共地连接呢?   非常期待您的指导,祝您身体健康,工作顺利!”   

 

  回答:

   首先需要确认您是需要同时测量8个以上参数还是要测量8种输入信号。如果是前者,只是要测量8个以上的参数,解决方案很简单:购买力科第四代示波器,可以同时测量12个参数。我上周发出邮件后得到几个别答复,下面这个回答比较专业和全面。   

 

 

    我对该研究员的问题有点兴趣,也深有同感。比如A公司的产品通常只能测量5个参数,是我向来痛批的缺陷。很多时候我们也需要同时测量10个以上的参数,但我的思维没这个研究员那么飞跃和富有创意,我们通常的做法是对需要测量超过8个参数的信号测量两遍,保存两个波形,里面分别有不同的参数,这样可以达到我们目的,也不需要考虑连接的问题和校准的问题,感觉还是比较傻瓜的。该研究员的想法不错,但对现实的仪器而言,我觉得效率比较低效果也不好,这时候是否要同步校准就已经变得不那么重要。我倒有个想法:你们可以开发一个参数读取软件,当波形触发稳定下来后可以读取波形的所有被选择参数,并通过另外一个独立的界面显示出来,这样虽然参数不能随时同步变化,但基本也满足客户需求。

 

 

    这个回答显然来自于资深人士,想法很好:开发一个参数读取软件,当波形触发稳定下来后可以读取波形的所有被选择参数,并通过另外一个独立的界面显示出来。  

 

 

    如果是后者,您需要同时测量8种输入信号,目前有多种方法可以测量多通道波形,但不一定对您的应用都合适。我的博客上就此有一个答案如下:  

    “首先要确认同时测量八路信号的情况。如果是低频信号,且上升沿比较缓慢,则像NI的DAQ之类的数采卡就能轻松解决,如果是要求严格同步,则也有相应的同步采集卡可以满足。如果是非要用到示波器来采集的话,则可以使得两台4通道的示波器同步触发,但要注意一般的示波器4个通道是轮流触发,而不是严格意义上的同步触发。PXI,VXI等具有同步触发总线的模块话仪器也是一个很好的选择,Acqiris的digitizer可以做到3GHz的带宽,8Gsps的采样率,相信也能够满足大多数的需求。至于她提到的通道间的干扰和延迟说得是串扰(通道隔离度指标)和同步精度,至于是否共地则取决于信号是差分还是单端。”

 

     显然,这个回答者看起来熟悉很多种仪器。 下面我列举出三种力科的方案:

     1,混合信号示波器。 

     混合信号测量是近年来的流行话题。很多时候我们会选择混合信号示波器而不是逻辑分析仪,因为前者更便宜,用起来更方便。我查看了Agilent的逻辑分析仪16800系列的指标,其通道数有34/68/102/136/204,采样率最大为1GS/s,最大存储深度32M。而力科的混合信号选件,通道数可达到36,采样率2GS/s,存储深度50M。和竞争对手A和T相比,在混合信号示波器上,力科拥有绝对的优势:通道数最多,采样率最高,存储深度最大,触发方式最多,反应速度最快。这方面我们将在后续文章中详细解读。    但这种混合信号测量多通道的方案只能接数字信号0,1电平,承受的电压范围小,最大限度5V电压输入。

 

     2,同步单次触发后进行测量。

     我曾用这个方法帮工程师测试复杂的多路电源的时序关系。譬如现在的平板电视电源都是超过4路输出电压,特别是PDP电源,有的显示屏需要13路电源。假如输出电压是V1,V2,V3…… 我们可以某复位信号Vrst作为触发源进行单次触发,第一次测量Vrst,V1,V2,V3。在File菜单下的”Save Waveform” 菜单中将第一次测到的这些波形保存为二进制格式,通通过Recall Waveform的方式将这些波形回调到示波器屏幕,显示为M1,M2,M3,M4.  再以复位信号作为触发源,这次可以外部触发的方式,同时测量V4,V5,V6,V7。这样V1-V7就全部同步显示在示波器的屏幕上了。 

 

     3,多台示波器一起工作。

这个方法我还没有遇到客户应用过。实现真正的同步需要外部提供精确的时钟源,在示波器的时基菜单中选择外部时钟作为示波器的时钟。另外,需要将触发信号通过功分器同时连接到多台示波器的某个通道。如图一所示。这个方法看起来容易实现,但精确的时钟源成本太高了!  如果不要求精确的同步,不需要外部时钟,仅用相同触发信号同步,这时候他们之间的时序误差大概是几百ps。附件中的另外一篇文章介绍了这种方法,请参考。

 

  
                 图一同步两台示波器

关键字:示波器  基础系列  通道

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016030914703.html
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