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超實(shí)用!100個(gè)示波器基礎(chǔ)知識(shí)問答


  來源: EDN電子技術(shù)設(shè)計(jì) 時(shí)間:2020-09-14 編輯:清風(fēng)
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答:如果毛刺是信號(hào)本身固有的,而且想用邊沿觸發(fā)同步該信號(hào)(如正弦信號(hào)),可以用高頻抑制觸發(fā)方式,通常可同步該信號(hào)。如果信號(hào)本身有毛刺,但想讓示波器慮除該毛刺,不顯示毛刺,通常很難做到。

可以試著使用限制帶寬的方法,但不小心可能也會(huì)把信號(hào)本身慮掉一部分信息。若使用邏輯分析儀器,一般來說,使用狀態(tài)采集的方法,有些在定時(shí)方式下采集到的毛刺,就看不到了。


51.在實(shí)際工作中,當(dāng)碰到突發(fā)的毛刺信號(hào),如何捕捉和測(cè)試?

答:比如我們?cè)谶M(jìn)行時(shí)鐘測(cè)試時(shí),經(jīng)常會(huì)碰到偶發(fā)毛刺信號(hào),該信號(hào)將會(huì)對(duì)我們的電路產(chǎn)生誤動(dòng)作,因此捕獲該信號(hào)成為測(cè)試的關(guān)鍵,由于事先我們無法判斷該毛刺為正還是為負(fù),因此我們須先利用TDS5000 示波器的數(shù)字熒光功能即快速波形捕獲模式結(jié)合無限余輝查看毛刺特征,然后利用示波器的高級(jí)觸發(fā)功能——脈寬觸發(fā)依照信號(hào)特征,如:小于正常時(shí)鐘脈沖寬度觸發(fā)。


52. 毛刺/脈寬觸發(fā)的應(yīng)用場(chǎng)合有哪些?

答:毛刺/脈寬觸發(fā)一般有兩種典型應(yīng)用場(chǎng)合,一是同步電路行為,如利用它來同步串行信號(hào),或?qū)τ诟蓴_非常嚴(yán)重的應(yīng)用,無法用邊沿觸發(fā)正確同步信號(hào),脈寬觸發(fā)就是一個(gè)選擇;另一是用來發(fā)現(xiàn)信號(hào)中的異?,F(xiàn)象,如因干擾或競(jìng)爭(zhēng)引起的窄毛刺,由于該異常是偶發(fā)顯現(xiàn),必須用毛刺觸發(fā)來捕獲(另一種方法是峰值檢測(cè)方式,但峰值檢測(cè)的方法有可能受其最大采樣率的限制,同時(shí),一般是能看,不能測(cè))。若被測(cè)對(duì)象的脈沖寬度是 50ns,而且該信號(hào)沒有任何問題,也就是說,沒有因干擾,競(jìng)爭(zhēng)等問題引起的信號(hào)畸變或更窄的,用邊沿觸發(fā)就可同步該信號(hào),無需使用毛刺觸發(fā)。有不少用戶將脈寬觸發(fā)設(shè)置為 10ns ~ 30ns,幸運(yùn)的是,5462x 和 546?x 是業(yè)界難得的能完成該操作的儀器。若想驗(yàn)證該 10MHz 方波中有無異常脈沖,包括比 50ns 窄很多的脈沖,就會(huì)用到脈寬或毛刺觸發(fā), 也就有可能會(huì)用到 5ns 的設(shè)置。


53. 安捷倫的數(shù)字示波器有沒有 DPO 功能?

答:DPO 是一個(gè)專用名詞,只有一個(gè)示波器公司使用該名詞,安捷倫對(duì)應(yīng)的功能叫 MegaVision,和DPO 相同之處是:①可以直接信號(hào)中的異?,F(xiàn)象。②波形捕獲率遠(yuǎn)高于普通數(shù)字存儲(chǔ)示波器。不同之處:

①發(fā)現(xiàn)異常信號(hào)后,MegaVision 可對(duì)該異常直接放大并觀察信號(hào)細(xì)節(jié)。

②MegaVision 示波器的實(shí)時(shí)采樣率突破 1.25GSa/s 極限,可達(dá) 2GSa/s(如 546?xA/D 示波器)甚至更高。③MegaVision 示波器是為需要深存儲(chǔ)的應(yīng)用場(chǎng)合優(yōu)化的,當(dāng)示波器存儲(chǔ)深度>10K,甚至 100K, 2M 時(shí),其波形刷新率是業(yè)界及其領(lǐng)先的。


54. 如果依據(jù)信號(hào)上升時(shí)間確定了帶寬后,按照該帶寬確定采樣率的原則僅僅是為了實(shí)現(xiàn)無采樣混疊誤差嗎?

答:確定帶寬后再確定采樣率,業(yè)界的一些公式,的確確定采樣率的原則是為了實(shí)現(xiàn)無采樣混疊誤差,但它是泛泛的評(píng)估說法,具體還要看您被測(cè)對(duì)象的特征,因?yàn)樽罡叩闹笜?biāo)往往是在特定條件下給出的,未必滿足您的測(cè)試應(yīng)用。


55. 示波器如何顯示兩個(gè)采樣點(diǎn)之間的波形?

答:示波器的顯示方式有多種:點(diǎn)顯示、正弦內(nèi)插顯示、直線連接顯示;示波器的缺省顯示方式通常為矢量連接顯示方式,有的示波器僅支持直線連接方式;無論是直線連接還是正弦內(nèi)插,在兩個(gè)實(shí)際采樣點(diǎn)之間提供的信息都不是實(shí)際采集的,由于直線連接方式可能會(huì)導(dǎo)致顯示出現(xiàn)突變,如在一正弦波的波峰采集一個(gè)點(diǎn),兩邊的波谷各采集一點(diǎn),會(huì)顯示出三角波,而用正弦內(nèi)插顯示出來仍是正弦波,所以,有些應(yīng)用文章中的說法是:采用直線連接,對(duì)采樣率的要求更高,如 10 倍的關(guān)系(以真實(shí)再現(xiàn)波形);采用正

弦內(nèi)插,對(duì)采樣率要求稍低以下,也有文章說,2.5 倍就可以,工程上一般說 4 倍以上,也有 5 倍,6 倍的說法。


56. PCB 板上的高速信號(hào)特征:156.25MHZ 差分時(shí)鐘信號(hào),Rise/Fall Time(20%~80%)<100ps,jitter tolerance(p-p<30ps,RMS<2ps),skew(+ vs.-)<20ps,請(qǐng)問需要多高帶寬的示波器才能精確測(cè)量?測(cè)量誤差可達(dá)多少?

答:對(duì)于 156.25MHz 差分時(shí)鐘信號(hào),Rise/Fall Time(20%~80%)<100ps ,若您想精確測(cè)試該上升時(shí)間,如 3%的測(cè)試精度,0.4/100ps *1.4 = 5.6GHz 帶寬示波器及其探頭系統(tǒng),若 10%精度可接受,0.4/100ps*1.2 = 4.8GHz 帶寬示波器及其探頭系統(tǒng)。注意若您使用差分探頭,您要確保,從被測(cè)點(diǎn)算起,整個(gè)示波器的帶寬是 5.6GHz, 幸運(yùn)的是目前安捷倫推出了 7GHz 帶寬的差分探頭。同時(shí),54855A 本身的上升時(shí)間指標(biāo)實(shí)測(cè)是 65ps , 說明書上給出 72ps 的指標(biāo)。jitter tolerance(p-p<30ps,RMS<2ps) , 要精確測(cè)量抖動(dòng)指標(biāo),要求示波器本身的抖動(dòng)指標(biāo)要更高,54855A 本身的觸發(fā)抖動(dòng)指標(biāo)是 1ps RMS ,比業(yè)界同類產(chǎn)品好 7 倍,另一相關(guān)指標(biāo)是 Delta Time meas. Accuracy (peak) 是± [ (7.0 ps) + (1 x ppm * |reading|) ],好過同類產(chǎn)品 2 倍以上,這和它真正使用 20GSa/s 的 A/D 有關(guān),它消除了使用多個(gè)(10GSa/s A/D 或 5GSa/sA/D) 拼湊成一個(gè) 20GSa/s 所帶來的誤差。

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