力科示波器基本知識大普及
<DIV>數(shù)字示波器基本原理 <BR>示波器主要有五大功能：即對信號進(jìn)行捕獲,觀察,測量，分析和存檔。被測信號經(jīng)過探頭和前端放大器以及歸一化后轉(zhuǎn)換成ADC可以接受的電壓范圍，采樣保持電路按固定的采樣率將信號分割成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的采樣電平，ADC將這些電平轉(zhuǎn)化為數(shù)字的采樣點(diǎn)，這些數(shù)字的采樣點(diǎn)保存在采集存儲器里送顯示和測量分析。 </DIV><DIV> </DIV> <DIV>帶寬 <BR>如無特別說明，通常談到的帶寬是指模擬帶寬，除此之外還有數(shù)字帶寬、系統(tǒng)帶寬、觸發(fā)帶寬等。模擬帶寬就是示波器前端放大器幅頻特性曲線的截止頻率點(diǎn)。示波器帶寬的限制對信號的捕獲影響如下：1,延長被測信號上升時(shí)間；2,減少了被測信號的頻率分量；3,使被測信號相位失真。 目前實(shí)時(shí)示波器的最高帶寬達(dá)到了45GHz，是由力科公司提供的。 </DIV> <DIV> </DIV> <DIV>如何選擇帶寬 <BR>選擇帶寬主要考慮被測信號的類型和我們期望的測量準(zhǔn)確度，關(guān)鍵是上升時(shí)間和幅度測量的準(zhǔn)確度。 對時(shí)鐘和快沿信號而言，可以從上升時(shí)間角度來選擇，建議示波器的上升時(shí)間小于被測信號上升時(shí)間的1/3；對于串行信號來說，當(dāng)示波器帶寬是波特率的1.8倍時(shí)可以覆蓋信號能量的99%，當(dāng)然，這是基于一個(gè)前提，被測信號的上升時(shí)間要大于20%的UI。 示波器的上升時(shí)間=0.35/帶寬，0.35是基于高斯響應(yīng)曲線推導(dǎo)出來的理想值。實(shí)際值可能在0.35-0.45之間，具體大小可以查看產(chǎn)品的Datasheet確認(rèn)。 </DIV> <DIV> </DIV> <DIV>采樣率/存儲深度/可分析的存儲深度 <BR>深度采樣率表示示波器每秒鐘等時(shí)間間隔采樣多少個(gè)點(diǎn)。存儲深度表示示波器當(dāng)前保存的采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)。把經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換的八位二進(jìn)制波形信息存儲到示波器的高速CMOS存儲器中就是示波器的存儲，這個(gè)存儲器的容量就是存儲深度。存儲深度=采樣率X采樣時(shí)間，這個(gè)關(guān)系式非常重要。可分析的存儲深度表示示波器有能力分析采樣下來的波形的最多的點(diǎn)數(shù)。 目前世界上最高采樣率（120GS/s）和最高可分析存儲深度（768Mpts）是由力科公司提供的。 </DIV> <DIV> </DIV> <DIV>插值 <BR>示波器通常有兩種插值方法，一種是線性插值，即將采樣的點(diǎn)和點(diǎn)直接相連，另外一種是sin(x)/x插值，假設(shè)信號是按正弦規(guī)律變化,在兩個(gè)點(diǎn)之間補(bǔ)充若干個(gè)點(diǎn)再連成線。對于正弦信號，采用sin(x)/x插值可以彌補(bǔ)采樣率的不足。對于方波信號，采樣率不足情況下采用sin(x)/x插值會帶來波形的過沖和下沖等假象。 </DIV> <DIV> </DIV> <DIV>觸發(fā) <BR>觸發(fā)的首要目的是隔離感興趣的事件，引申的目的是穩(wěn)定同步顯示波形。觸發(fā)是數(shù)字示波器區(qū)別于模擬示波器最大的特點(diǎn)之一。觸發(fā)設(shè)置時(shí)要“眼觀五路”: 觸發(fā)源，觸發(fā)點(diǎn)，觸發(fā)電平，觸發(fā)方式，觸發(fā)模式。 力科示波器具有獨(dú)特的四級硬件觸發(fā)，組合觸發(fā)方式達(dá)到2500種以上。 </DIV> <DIV> </DIV> <DIV>觸發(fā)模式 <BR>示波器有Auto，Normal，Single等觸發(fā)模式。 Auto表示示波器按固定的時(shí)間間隔強(qiáng)制觸發(fā)，不管觸發(fā)條件是否滿足。 Normal表示示波器滿足觸發(fā)條件才觸發(fā)，不滿足觸發(fā)條件則不觸發(fā)。 Single表示滿足條件就觸發(fā)一次,進(jìn)入Stop狀態(tài)。 測試時(shí)通常用上升沿觸發(fā)和Auto模式，使波形在觸發(fā)點(diǎn)相對于上升沿是穩(wěn)定的,再使用其它特別的觸發(fā)方式和Normal模式來定位異常信號。 </DIV> <DIV> </DIV> <DIV>AIM <BR>AIM是All In one time Measurement的縮寫,表示同時(shí)測量屏幕上捕獲到的所有波形的參數(shù)。這是力科示波器區(qū)別于其它示波器的重要特征。 其它示波器僅僅測量屏幕上捕獲到的波形中的一個(gè)脈沖的參數(shù)。譬如屏幕上捕獲到的是1千萬個(gè)脈沖，力科示波器可以同時(shí)測量出這1千萬個(gè)脈沖的上升時(shí)間,下降時(shí)間，周期,頻率等參數(shù),而其它示波器只能測量出這1千萬個(gè)脈沖中的一個(gè)脈沖的參數(shù)。 </DIV> <DIV> </DIV> <DIV>WaveScan <BR>WaveScan被稱為示波器的中g(shù)oogle，能夠?qū)崟r(shí)地對采集到的波形進(jìn)行測量分析，搜索出感興趣的信號，可對搜索到的信號進(jìn)行列表顯示、高亮標(biāo)識和放大觀察，可以靜態(tài)的“查找”，也可以動態(tài)的“掃描”。 動態(tài)掃描時(shí)，當(dāng)查找到感興趣的信號時(shí)，示波器可以產(chǎn)生“停止捕獲，發(fā)出告警聲，自動保存波形，打印屏幕，產(chǎn)生報(bào)告”等各種動作，從而實(shí)現(xiàn)“無人值守”的排查異常信號的作用。 </DIV> <DIV> </DIV> <DIV>TriggerScan <BR>TriggerScan是一種新的智能硬件掃描功能，是力科第四代示波器的獨(dú)特創(chuàng)新。該功能通過“觸發(fā)訓(xùn)練器”對采集到的正常波形進(jìn)行學(xué)習(xí),產(chǎn)生一系列的觸發(fā)組合，示波器件自動地按這些觸發(fā)方式輪流觸發(fā)信號，從而快速定位到異常罕見的信號。 </DIV> <DIV> </DIV> <DIV>順序模式 <BR>順序模式就是將示波器的采集存儲器分成若干等份，每一等份中只放入當(dāng)前觸發(fā)到的波形，觸發(fā)一次，保存一次。 在順序模式下，示波器的波形捕獲率可達(dá)到150萬次/秒。力科的順序模式功能有獨(dú)特的“時(shí)間標(biāo)簽”功能，可查看每次捕獲到的波形的時(shí)刻以及時(shí)相鄰兩次出現(xiàn)的時(shí)間間隔。 </DIV> <DIV> </DIV> <DIV>直方圖和參數(shù)追蹤圖 <BR>參數(shù)直方圖描繪了參數(shù)在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)的概率。其橫軸表示參數(shù)的大小,縱軸表示參數(shù)出現(xiàn)的概率。參數(shù)直方圖可顯示和分析信號關(guān)鍵特征的穩(wěn)定性和抖動。 參數(shù)追蹤圖反應(yīng)了參數(shù)值隨時(shí)間的變化軌跡。通過對某一測量參數(shù)（如TIE、周期、幅度等測量參數(shù)）的變化情況的實(shí)時(shí)追蹤來分析該參數(shù)的變化趨勢，繼而分析引起參數(shù)變化的原因，為電路調(diào)試提供指導(dǎo)。</DIV>