引言

隨著電子產(chǎn)品速度越來越快、越來越復(fù)雜，其設(shè)計、檢驗和調(diào)試的難度也越來越大。設(shè)計人員必須全面檢驗設(shè)計，才能保證產(chǎn)品可靠運行。在發(fā)生問題時，設(shè)計人員必需迅速了解根本原因，以便解決問題。通過同時分析信號的模擬表示方式和數(shù)字表示方式，許多數(shù)字問題的根本原因都可以迎刃而解，因此，混合信號示波器(MSO)為檢驗和調(diào)試數(shù)字電路提供了理想的解決方案。

 泰克MSO2000、MSO3000和MSO4000系列混合信號示波器不僅提供了泰克示波器的完美性能，還融合了16通道邏輯分析儀的基本功能，包括并行/串行總線協(xié)議解碼和觸發(fā)。MSO系列提供了首選工具，可以采用強大的數(shù)字觸發(fā)、高分辨率采集功能和分析工具，迅速調(diào)試數(shù)字電路。本應(yīng)用指南重點介紹檢驗和調(diào)試技巧，幫助您使用泰克MSO系列更高效地實現(xiàn)數(shù)字設(shè)計。

 圖1. 同一個MSO4000數(shù)字探頭適配夾上的混合邏輯家族(TTL & LVPECL)門限設(shè)置。上面三條通道是TTL信號，門限為1.40 V；下面兩條通道是LVPECL信號，門限為2.00 V。

 圖2. MSO系列上的定時采集實例，它使用設(shè)備的時鐘信號定義和解碼4條并行總線。

 設(shè)置數(shù)字門限

混合信號示波器的數(shù)字通道把數(shù)字信號視為邏輯值高或邏輯值低，與數(shù)字電路查看信號的方式一模一樣。也就是說，只要振鈴、過沖和地電平反彈不導(dǎo)致邏輯跳變，那么這些模擬特點對MSO就不是問題。與邏輯分析儀一樣，MSO使用門限電壓，確定信號是邏輯值高還是邏輯值低。

 MSO4000系列可以為每條通道獨立設(shè)置門限，適合調(diào)試帶有混合邏輯家族的電路。圖1顯示了MSO4000在其中一個數(shù)字探頭適配夾上測量五個邏輯信號，它同時測量三個TTL (晶體管-晶體管邏輯)信號和兩個LVPECL (低壓正發(fā)射器-耦合邏輯)信號。

 MSO2000和MSO3000系列則為每個探頭適配夾設(shè)置門限(一組8條通道)，因此TTL信號將位于第一個適配夾上，而LVPECL信號則位于第二個適配夾上。

 定時采集和狀態(tài)采集

主要數(shù)字采集技術(shù)有兩種。第一種技術(shù)是定時采集，其中MSO以MSO采樣率確定的距離相等的時間對數(shù)字信號采樣。在每個樣點上，MSO存儲信號的邏輯狀態(tài)，創(chuàng)建信號的時序圖。

 第二種數(shù)字采集技術(shù)是狀態(tài)采集。狀態(tài)采集規(guī)定了數(shù)字信號邏輯狀態(tài)有效穩(wěn)定的特殊時間，這在同步和時鐘輸入數(shù)字電路中十分常見。時鐘信號規(guī)定了信號狀態(tài)有效的時間。例如，對采用上升沿時鐘的D觸發(fā)裝置來說，輸入信號穩(wěn)定時間在時鐘上升沿周圍。對采用上升沿時鐘的D觸發(fā)裝置來說，輸出信號穩(wěn)定時間在時鐘下降沿周圍。由于同步電路的時鐘周期可能并不是固定的，因此狀態(tài)采集之間的時間可能并不均勻，這一點是它與定時采集的不同點。

 邏輯分析儀同時提供了定時采集功能和狀態(tài)采集功能?；旌闲盘柺静ㄆ鲾?shù)字通道采集信號的方式與邏輯分析儀在定時采集模式下采集信號的方式類似，如圖2所示。泰克MSO系列把定時采集解碼成時鐘輸入總線顯示畫面(圖2)和事件表(圖3)，其與邏輯分析儀的狀態(tài)采集顯示畫面類似，在調(diào)試過程中為您提供重要信息。

 圖3. 在事件表中顯示解碼的數(shù)據(jù)，這與邏輯分析儀的狀態(tài)采集顯示畫面類似。

 圖4. 探頭色碼與波形色碼一致，可以更簡便地查看哪些信號與哪個測試點對應(yīng)。

 帶色碼的數(shù)字波形顯示

數(shù)字定時波形看上去與模擬波形非常類似，但有一點除外，即它只顯示邏輯值高和低。定時采集分析的重點通常是確定具體時點的邏輯值，測量一個或多個波形上邊沿跳變之間的時間。為使分析變得更簡便，泰克MSO系列在數(shù)字波形上用藍色顯示邏輯值低，用綠色顯示邏輯值低，即使看不見跳變時，用戶仍能查看邏輯值。波形標記顏色還與探頭色碼一致，可以更簡便地查看哪個信號與哪個測試點對應(yīng)，如圖4所示。

 數(shù)字定時波形可以分組，建立一條總線。一個數(shù)字信號被定義為最低有效位，其它數(shù)字信號表示二進制數(shù)值的其它位，直到最高有效位。然后MSO把總線解碼成二進制值或十六進制值。泰克MSO系列還建立一個事件表，把邏輯狀態(tài)顯示為二進制值或十六進制值。每種狀態(tài)都帶有時間標記，簡化了時序測量工作。

泰克MSO系列使用時鐘輸入格式或非時鐘輸入格式解碼并行總線。對時鐘輸入解碼，MSO確定指定作為時鐘的信號的上升沿、下降沿或兩個沿上總線的邏輯狀態(tài)。這意味著只顯示總線上有效的跳變，而不包括數(shù)據(jù)無效時發(fā)生的任何跳變。對非時鐘輸入解碼，MSO在每個樣點上解碼總線，顯示總線上的每個跳變。在MSO使用時鐘輸入解碼時，解碼的總線顯示畫面和事件表與邏輯分析儀的狀態(tài)顯示畫面非常類似。由于總線解碼是采集后流程，因此您可以在分析過程中靈活地改變解碼格式。

 泰克MSO系列同時解碼最多兩條或四條總線，具體視型號而定?？偩€定義為并行或串行(I2C, SPI, CAN, LIN, FlexRay, RS-232/422/485/UART和I2S/LJ/RJ/TDM)。并行總線由數(shù)字通道D0 – D15中的任意一條通道組成。串行總線由模擬通道1 - 4和數(shù)字通道D0 - D15中的任意一條通道組成。MSO系列一次顯示最多4條模擬通道、4個參考波形、1個數(shù)學(xué)運算波形、4條總線和16條數(shù)字通道，可以最大限度地了解電路行為。

 圖5. 使用測量統(tǒng)計功能迅速檢驗5 V CMOS信號幅度。

 圖6. 對5 V COMOS信號，把MSO數(shù)字門限設(shè)置為2.5 V。

 準備進行數(shù)字采集

在MSO準備進行數(shù)字采集時，基本任務(wù)有兩項。第一，與邏輯分析儀一樣，需要為被測的邏輯家族配置MSO數(shù)字通道門限，以保證采集正確的邏輯電平。第二，需要調(diào)節(jié)模擬通道的偏移，以在模擬通道和數(shù)字通道之間實現(xiàn)準確的時間相關(guān)。

 可以使用MSO的模擬通道，迅速檢查數(shù)字信號的邏輯擺幅。在圖5中，MSO使用多個采集中的測量統(tǒng)計數(shù)據(jù)，自動測量5 V CMOS信號幅度。對電壓擺幅對稱的邏輯家族，如CMOS，門限是信號幅度的一半。在圖6中，數(shù)字通道門限設(shè)置為2.5 V，是5 V CMOS信號幅度的一半。但對邏輯擺不對稱的邏輯家族，如TTL，一般需要查閱元件產(chǎn)品技術(shù)資料，把邏輯設(shè)備最大低電平輸入電壓值(TTL VIL = 0.8V)和最小高電平輸入電壓值(TTL VIH = 2.0V)的一半(TTL Vthreshold = 1.4V)作為門限。

 從圖6中可以看到同一信號模擬波形和數(shù)字波形上升沿之間的時間偏移。模擬波形位于數(shù)字波形前面。為準確地進行測量，必需去掉模擬到數(shù)字時間偏移，以在模擬波形和數(shù)字波形之間更好地實現(xiàn)時間相關(guān)。泰克MSO系列提供了可以調(diào)節(jié)的模擬探頭偏移校正功能，使模擬通道相對對準，并使模擬通道與數(shù)字通道對準。模擬通道偏移校正設(shè)置補償不同模擬探頭的傳播延遲。

 泰克MSO系列中每臺示波器都帶有一只邏輯探頭。為簡化數(shù)字測量，示波器會補償邏輯探頭的傳播延遲，因此沒有數(shù)字通道探頭偏移校正調(diào)節(jié)功能。例如，MSO4000數(shù)字通道的通道間偏移指標典型值是60 ps。

 圖7. 模擬通道時間與數(shù)字通道對準。

 圖8. TTL突發(fā)信號。

[圖示內(nèi)容：]

Unspecified time between bursts: 未指明突發(fā)間的時間

 圖9. TTL突發(fā)信號。

 為把模擬通道與數(shù)字通道對準，CMOS模擬波形上的2.5 V位置需要與2.5 V門限上發(fā)生的CMOS邏輯跳變在時間上對準。如圖7所示，我們使用-1.60 ns偏移校正功能，把模擬通道與數(shù)字通道對準。對其它模擬通道，重復(fù)這個偏移校正過程。

 在模擬探頭變化時，應(yīng)檢查模擬通道偏移，在測量不同的邏輯家族時，應(yīng)檢查數(shù)字門限。通過配置門限和偏移，MSO可以隨時檢驗和調(diào)試數(shù)字電路。下面我們討論使用MSO檢驗設(shè)計的多個實例。

 觸發(fā)非預(yù)計事件

第一個實例是檢驗包含8個脈沖的TTL突發(fā)信號，如圖8所示。正脈寬指標范圍是23.2 ns - 25 ns，脈沖之間的脈寬是26 ns – 27 ns。突發(fā)之間的時間沒有指定。

 MSO數(shù)字通道連接到TTL突發(fā)信號上，為TTL邏輯設(shè)置門限。MSO配置成上升沿觸發(fā)。為加快檢驗過程，MSO配置成自動測量光標之間的正脈寬和負脈寬。

 圖9顯示了單次采集，其中在第一個脈沖沿上觸發(fā)MSO。根據(jù)按MSO單次采集按鈕的時間，MSO可能已經(jīng)觸發(fā)采集任何其它上升沿。

 采集的信號有八個滿足規(guī)范的脈沖。第一個正脈沖寬23.88 ns，負脈沖寬26.18 ns，這些數(shù)值自動測得，都位于規(guī)范范圍內(nèi)。泰克MSO系列示波器的光標是聯(lián)動的，一個控件會沿著波形移動兩個光標，檢查每個正脈寬和負脈寬。這一采集中的所有脈沖都滿足規(guī)范。

 圖10. MSO系列測量統(tǒng)計，檢驗TTL突發(fā)信號正脈寬和負脈寬。

 圖11. MSO觸發(fā)采集3.636 ns的正脈寬誤差。

 通過把MSO采集模式從Single變成Run，可以更嚴格地檢查正脈寬和負脈寬。它在多個采集中累加正負脈沖統(tǒng)計數(shù)據(jù)(平均值、最小值、最大值和標準偏差)，可以為測量統(tǒng)計選擇2 - 1,000次采集。

 圖10的測量統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示正脈寬平均值為23.87 ns，標準偏差為53.62 ps。正脈寬最小值為23.76 ns，最大值為24.00 ns，位于規(guī)范范圍內(nèi)。同樣，經(jīng)檢驗，負脈寬也位于規(guī)范范圍內(nèi)。這時，TTL突發(fā)信號檢驗工作進展順利。

 這種檢驗技術(shù)取決于采集和分析的是連續(xù)信號的哪些部分。更有力的檢驗技術(shù)是利用泰克MSO系列強大的觸發(fā)功能檢查每個脈寬。例如，MSO可以設(shè)置成測量每一個正脈沖，觸發(fā)<23.2 ns的不合格的脈寬，來檢驗TTL突發(fā)信號?？梢允褂脝未尾杉Ｊ?，在觸發(fā)后停止MSO，來分析不合格的脈沖。

 在圖11中，MSO觸發(fā)<23.2 ns的不合格的正脈沖，在這一采集中捕獲了兩個錯誤。第一個錯誤是第七個脈沖寬3.636 ns，小于23.2 ns的最小規(guī)范。第二個錯誤是漏掉了第八個脈沖。這是使用MSO數(shù)字觸發(fā)查看不合格數(shù)字信號的實例。另外，在查找不合格的數(shù)字信號時，可以使用MSO觸發(fā)，查看>25.6 ns的脈沖。在本例中，沒有找到任何問題。

 這個錯誤的根本原因在于設(shè)計問題。控制脈沖選通的信號與脈沖生成不同步，選通時長偶爾會變化。結(jié)果，內(nèi)部選通間歇性地砍掉第后一個脈沖，削去第七個脈沖。

 可以使用這種觸發(fā)錯誤的檢驗技術(shù)，長時間監(jiān)測信號，如隔夜監(jiān)測或周末監(jiān)測，從而提供更加嚴格的設(shè)計檢驗技術(shù)。

 圖12. 周期為50 ns的LVPECL信號0及周期為90 ns的信號1。

[圖示內(nèi)容：]

Signal 0: 信號0

Signal 1: 信號1

 圖13. MSO觸發(fā)底部LVPECL信號上的727.3 ps毛刺。

 使用模擬采集和數(shù)字采集，全面了解設(shè)計情況

在本例中，我們檢驗兩個低壓正發(fā)射器耦合邏輯(LVPECL)信號。3.3 V LVPECL邏輯值高約為2.4 V，邏輯值低約為1.6 V，因此我們把MSO數(shù)字通道門限設(shè)置為2.0 V。

 信號0是一個周期約為50 ns的方波，信號1是周期約為90 ns的方波，如圖12所示，兩個信號之間沒有時間關(guān)系。

 我們使用上一個TTL突發(fā)實例中使用的檢驗技術(shù)，檢驗這些LVPECL信號。為檢查不合格信號，我們把MSO配置成觸發(fā)<22.4 ns的脈寬。在圖13中，MSO觸發(fā)底部信號上的727.3 ps毛刺。捕獲這個毛刺要求MSO的定時分辨率好于727.3 ps。

 MSO的一個重要的采集指標是捕獲數(shù)字信號使用的定時分辨率。以更好的定時分辨率采集信號可以更準確地測量信號變化的時間。例如，500 MS/s采集速率的定時分辨率為2 ns，采集的信號邊沿不確定性是2 ns。更低的定時分辨率60.6 ps (16.5 GS/s)會把信號邊沿不確定性降低到60.6 ps，可以捕獲變化更快的信號。

 泰克MSO4000系列同時使用兩種采集在內(nèi)部采集數(shù)字信號。第一種采集是對高達10 M的記錄長度，定時分辨率最低為2 ns，第二種采集稱為MagniVu&trade;高速采集。MagniVu在以采集點為中心的10,000點記錄長度采集中的定時分辨率最低為60.6 ps。MSO3000系列提供了高達121.2 ps的MagniVu定時分辨率。MagniVu采集顯示信號跳變細節(jié)，如定時分辨率較低的其它儀器看不到的毛刺。

 在圖13中，在頂部信號上升沿發(fā)生時，發(fā)生了底部信號毛刺。這可能是一個串?dāng)_問題，但在進行這種診斷之前還需要更多的信息。

 圖14. 導(dǎo)致毛刺的兩個LVPECL信號之間的上升沿串?dāng)_。

 圖15. 74F74 D觸發(fā)裝置。

[圖示內(nèi)容：]

D Input：D輸入

Q Output：Q輸出

Clock: 時鐘

 圖16. 根據(jù)一次采集數(shù)據(jù)，D觸發(fā)裝置看上去運行正常。

 MSO模擬通道連接到兩個LVPECL信號上，再次啟動MSO，查找小的不合格脈沖。這次，MSO觸發(fā)采集一個1.091 ns毛刺，MSO可以從模擬角度了解兩個LVPECL信號，如圖14所示。在另一個信號上發(fā)生上升沿時，發(fā)生了模擬毛刺。大多數(shù)模擬毛刺低于LVPECL邏輯門限，但有些毛刺越過了邏輯門限，被視為邏輯錯誤，如顯示畫面左邊頂部波形上的毛刺。

 MSO提供了明顯的優(yōu)勢，可以同時捕獲信號的數(shù)字特點和模擬特點，以時間相關(guān)的方式顯示這些特點，了解數(shù)字信號的信號完整性。這些毛刺的根本原因在于兩個LVPECL信號之間的上升沿串?dāng)_。LVPECL上升沿跳變驅(qū)動起來比下降沿更難、更快。結(jié)果，上升沿會比下降沿產(chǎn)生明顯多得多的串?dāng)_。這個采集中沒有下降沿串?dāng)_跡象。

 非單調(diào)邊沿和建立時間/保持時間違規(guī)

在本例中，我們檢驗TTL 74F74 D觸發(fā)裝置操作。D觸發(fā)裝置時鐘上升沿把D輸入加載到Q輸出上，如圖15所示。例如，如果D輸入在時鐘上升沿上為高，那么Q輸出為高。

 圖16顯示MSO觸發(fā)時鐘上升沿，這是底部波形。D觸發(fā)裝置數(shù)據(jù)輸入是中間波形，Q輸出是頂部波形。數(shù)字通道標上OUT、DATA和CLK，可以輕松地識別每個波形。

 圖17. MSO捕獲727.3 ps的時鐘毛刺。

 圖18. 非單調(diào)時鐘上升沿導(dǎo)致的時鐘毛刺。

乍一看，一切正常，輸入數(shù)據(jù)在時鐘上升沿之后出現(xiàn)在輸出上。通過MSO4000系列60.6 ps的高分辨率MagniVu定時采集技術(shù)，可以明顯看到D觸發(fā)裝置的傳播延遲。

時鐘的正脈寬是7.455 ns，MSO觸發(fā)功能配置成查找<6.40 ns的不合格的時鐘脈沖。圖17顯示MSO觸發(fā)正常時鐘脈沖前時鐘信號上的727.3 ps毛刺。模擬通道連接到時鐘信號上，進一步了解這個毛刺，再次啟動MSO。圖18顯示MSO觸發(fā)時鐘毛刺，MSO可以查看導(dǎo)致毛刺的事件的模擬特點。時鐘上升沿是不單調(diào)的。使用MSO光標，確定毛刺中間的時鐘電壓是2 V，把光標向右移大約500 ps，時鐘電壓下降到1.76 V。這個電壓下跌導(dǎo)致邏輯狀態(tài)有很短的一段時間從邏輯值高變成邏輯值低，然后時鐘信號的電壓持續(xù)提高。

74F74規(guī)范的最大低電平輸入電壓是0.8 VIL，最小高電平輸入電壓是2 VIH。上升時間慢的時鐘信號或VIL和VIH之間的非單調(diào)操作會導(dǎo)致不確定的D觸發(fā)裝置行為。根據(jù)這一采集，非單調(diào)時鐘邊沿似乎沒有導(dǎo)致任何問題。檢驗報告中指明了非單調(diào)時鐘邊沿，下一步是檢驗Q輸出操作。

Q輸出只應(yīng)在輸入變化時才變化，變化只應(yīng)發(fā)生在上升沿+D觸發(fā)裝置傳播延遲處。時鐘的固定周期為20 ns。因此，Q輸出的任何脈沖寬度不應(yīng)<20 ns，因為Q輸出只應(yīng)在相距20 ns的時鐘上升沿上變化。MSO配置成觸發(fā)<19.2 ns的Q輸出脈寬。

 圖19. D觸發(fā)裝置Q輸出錯誤。

 圖20. D觸發(fā)裝置Q輸出錯誤，包括模擬特點。

 圖21. D觸發(fā)裝置Q輸出在時鐘上升沿前4.488 ns建立時間處正確運行。

 圖19顯示MSO捕獲了一個<19.2 ns的Q輸出脈寬。注意，這個Q輸出小于時鐘周期。波形分析結(jié)果顯示，在發(fā)生時鐘上升沿時，D輸入為高。Q輸出從低到高跳變是正確的，但在D觸發(fā)器操作中，后面的從高到低跳變發(fā)生錯誤，因為跳變與時鐘上升沿?zé)o關(guān)。

 模擬通道連接到Q輸出上，可以進一步了解問題，如圖20所示。Q輸出模擬信號開始提高，但之后不久下降。注意Q輸出模擬信號沒有達到正常模擬邏輯值高就回降了。

 根據(jù)過去的調(diào)試經(jīng)驗，這可能是D輸入相對于時鐘邊沿的建立時間/保持時間違規(guī)導(dǎo)致的亞穩(wěn)定毛刺。

 在圖20中，使用光標測得的D輸入的建立時間是4.188 ns。這個建立時間是74F74的2 ns最小建立時間指標的兩倍。但是，74F74沒有正常運行，因為D輸入在時鐘邊沿前4.188 ns變化。

 把MSO觸發(fā)變成捕獲建立時間/保持時間違規(guī)，以確定這個74F74正確運行需要多少建立時間。圖21顯示上升的D輸入與時鐘上升沿之間的建立時間為4.488 ns時，Q輸出正常運行。其它采集表明，在建立時間小于等于4.188 ns時，Q輸出偶爾會有毛刺。

 圖22. MSO觸發(fā)采集光標&rsquo;a&rsquo;和&rsquo;b&rsquo;之間建立時間/保持時間窗口中的D觸發(fā)裝置數(shù)據(jù)變化。

然后，我們檢查D輸入，確定建立時間/保持時間違規(guī)。MSO建立時間/保持時間觸發(fā)配置成建立時間2 ns、保持時間1 ns，以在時鐘上升沿周圍的數(shù)據(jù)有效窗口中檢查D輸入變化。

 圖22顯示了一個嚴重的D輸入建立時間/保持時間違規(guī)。光標&lsquo;a&rsquo;位于時鐘上升沿前最小2 ns的建立時間處，光標&lsquo;b&rsquo;位于時鐘上升沿后最小1 ns的保持時間處。在時鐘上升沿周圍這3 ns的數(shù)據(jù)有效窗口中，D輸入必須穩(wěn)定。規(guī)范沒有規(guī)定D輸入在數(shù)據(jù)有效窗口中變化時，D觸發(fā)裝置正確工作。

 在檢驗過程的這個點上，D觸發(fā)裝置操作及其信號有三個問題。第一個問題是時鐘上升沿不單調(diào)。必需重新設(shè)計時鐘電路，以獲得更好的上升沿。第二個問題是74F74在D輸入建立時間為2 ns &ndash; 4.188 ns時不能正確運行，這可能與時鐘上升沿差或74F74不滿足規(guī)范有關(guān)。第三個問題是D輸入建立時間/保持時間違規(guī)。必需重新設(shè)計D輸入電路，以便其在時鐘邊沿建立時間/保持時間窗口中不會變化。

 圖23. 檢驗傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸出范圍。

[圖示內(nèi)容：]

Test Signal: 測試信號

Acquisition System: 采集系統(tǒng)

3F hex: 十六進制值3F

Signal Conditioning: 信號調(diào)節(jié)

00 hex: 十六進制值00

ADC Input: ADC輸入

Digital Bus: 數(shù)字總線

Bus Clock: 總線時鐘

  使用Wave Inspector&reg;迅速檢驗ADC輸出

在本例中，我們使用固定的測試斜波信號檢驗傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸出范圍。傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一條模擬信號調(diào)節(jié)電路，它把信號輸送到一條20 MS/s、6位模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)中。ADC 6位數(shù)據(jù)總線在ADC時鐘下降沿處有效。采集系統(tǒng)輸入上的測試斜波信號應(yīng)生成一個十六進制為00 &ndash; 3F的ADC取值范圍。

 MSO模擬通道連接到信號調(diào)節(jié)輸出上，信號調(diào)節(jié)輸出也是ADC輸入，這可以迅速檢查信號調(diào)節(jié)輸出和ADC輸入信號。MSO數(shù)字通道0連接到ADC時鐘輸出上，數(shù)字通道1-6連接到ADC 6位數(shù)據(jù)總線上，如圖23所示。MSO設(shè)置成觸發(fā)ADC輸入信號的上升沿。

 圖24. MSO觸發(fā)到ADC輸入的上升沿，Wave Inspector放大信號，以便可以輕松看到并行總線解碼十六進制。測試斜波信號位于通道1上。顯示畫面底部是數(shù)字通道0上的ADC時鐘。ADC數(shù)字輸出總線信號1-6位于時鐘波形上方。ADC數(shù)字信號劃分到顯示畫面中心的時鐘輸入并行總線內(nèi)。

 圖25. Wave Inspector搜索功能在測試信號波谷中沒有找到任何十六進制00。

 圖24顯示MSO在到ADC輸入的上升沿處觸發(fā)。泰克MSO系列獨有的功能Wave Inspector&reg;用來在觸發(fā)點周圍放大20倍，可以輕松看到并行總線解碼值。ADC數(shù)據(jù)在時鐘下降沿處穩(wěn)定，MSO解碼時鐘下降沿處的總線值。因此，在ADC數(shù)據(jù)穩(wěn)定時，并行總線在時鐘下降沿處更新。

 MSO強大的觸發(fā)功能可以找到信號問題，觸發(fā)并行或串行總線內(nèi)容，把采集重點放在問題區(qū)域上。但是，在采集數(shù)據(jù)后，將不再應(yīng)用采集。手動搜索長記錄長度可能會非常耗時，而且很麻煩。10 M點的波形記錄相當(dāng)于9,700多屏全部分辨率數(shù)據(jù)。如果速度是每秒滾動一個全部分辨率屏幕，那么這需要超過2小時40分鐘才能滾動完10 M點的波形。而使用Wave Inspector搜索及標記10 M點記錄的6位數(shù)據(jù)總線采集，只需要大約30秒的時間。一旦找到和標出數(shù)據(jù)，那么只需按前面板上的Previous和Next箭頭鍵，就可以在發(fā)生的事件之間轉(zhuǎn)換。另外還可以搜索觸發(fā)類型，如邊沿、脈寬、欠幅脈沖、建立時間/保持時間、邏輯、上升時間/下降時間和總線數(shù)據(jù)值。

 圖25顯示W(wǎng)ave Inspector搜索ADC并行總線中的十六進制值00，其應(yīng)該位于每個測試斜波信號的波谷。但顯示畫面頂部沒有白三角形標記，畫面底部的搜索事件讀數(shù)顯示為零，這些都表明沒有找到十六進制值00。沒有十六進制值00意味著ADC沒有看到與十六進制00對應(yīng)的模擬輸入電壓。采集系統(tǒng)模擬信號調(diào)節(jié)電路沒有正確處理測試斜波信號的最小波峰，與ADC最小輸入電壓相匹配，以便ADC生成十六進制值輸出00。

 圖26. Wave Inspector總線搜索功能在測試信號波峰找到太多的十六進制值3F。

 圖27. Wave Inspector導(dǎo)航功能跳到測試信號波峰標記的十六進制3F上。

 圖26顯示W(wǎng)ave Inspector搜索ADC最大輸出十六進值3F。Wave Inspector的總線搜索功能找到18個事件。這些事件分成三組搜索標記，這些標記位于測試斜波信號波峰上。但每個波峰有多個十六進制3F，而每測試信斜波信號波峰上本應(yīng)只有一個十六進制3F。

 圖27顯示使用Wave Inspector右箭頭導(dǎo)航鍵，從圖26的觸發(fā)位置跳到觸發(fā)右面標記的第一個3F事件上。注意在MSO顯示畫面中心，ADC輸出總線數(shù)據(jù)是37、38、39、3A、3B、3C、3D、3E和六個十六進制值3F。正確操作是在測試斜波信號波峰上有一個十六進制3F。

 ADC輸入測試斜波信號削波的頂部可能已經(jīng)生成多個十六進制3F，但模擬通道ADC輸入波看上去很好，其在測試斜波信號波峰上沒有削波或失真。相反，測試斜波信號波峰上的多個十六進制3F表明，模擬信號超過了ADC最大輸入電壓。信號調(diào)節(jié)處理的測試斜波信號超過了ADC最大輸入電壓，處理的信號沒有達到ADC最小輸入電壓。為解決這個問題，需要調(diào)節(jié)采集系統(tǒng)信號調(diào)節(jié)偏置和增益。注意在圖27的左下角上，ADC輸入波形最大值是1.871 V，最小值是854.1 mV。信號調(diào)節(jié)電路偏置和增益需要同時降低這兩個值，才能正確運行。

 圖28. 每個斜波波峰上有一個十六進制3F，運行正常。

 圖29. 每個斜波波峰上有一個十六進制00，運行正常。

 圖28顯示調(diào)節(jié)采集系統(tǒng)模擬信號調(diào)節(jié)增益和偏置，為ADC提供正確處理的測試斜波信號。在信號調(diào)節(jié)后，ADC輸入波形的最大值從1.871 V下降到1.838 V?，F(xiàn)在，在測試斜波信號的每個波峰只有一個十六進制3F，與預(yù)期相符。ADC的最大輸入正確運行。

 在圖28中，可以輕松看到這一采集中的ADC轉(zhuǎn)換時間。ADC轉(zhuǎn)換時間是從模擬輸入波峰到十六進制3F出現(xiàn)在ADC輸出時的時間周期。

 圖29顯示W(wǎng)ave Inspector搜索十六進制值00，這個值應(yīng)該位于斜波信號的每個波谷中。共找到三個十六進制00，測試斜波信號的每個波谷上有一個十六進制00，與預(yù)期相符。最后，可以使用Wave Inspector左導(dǎo)航箭頭鍵，跳到左面第一個標記的十六進制值00上，檢查測試斜波波谷上的ADC總線細節(jié)，如圖29所示。在數(shù)量下降到最小的十六進制值00及在最小值之后數(shù)量上升時，采集系統(tǒng)正確運行?？偩€值保存到.CSV文件中，與Microsoft Excel進行對比，確定是否有值漏掉或重復(fù)。

 在本例中，MSO數(shù)字通道解碼成時鐘輸入總線，使用Wave Inspector迅速找到或沒有找到ADC總線最大值和最小值。我們可以迅速確定問題的根源是模擬信號調(diào)節(jié)電路。

 小結(jié)

對檢驗設(shè)計中數(shù)字電路、模擬電路和軟件復(fù)雜的交互特點的設(shè)計人員來說，泰克MSO系列示波器具有重要意義，其不僅提供了基本邏輯分析儀功能，還提供了示波器的簡便易用性，并擁有完善的工具，包括強大的數(shù)字觸發(fā)功能、高分辨率采集功能和內(nèi)置分析工具，可以迅速檢驗和調(diào)試數(shù)字電路。

MSO系列提供了多種型號，可以滿足您的需求和預(yù)算：