隨著電子產(chǎn)品速度越來越快、越來越復(fù)雜,其設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)和調(diào)試的難度也越來越大。設(shè)計(jì)人員必須全面檢驗(yàn)設(shè)計(jì),才能保證產(chǎn)品可靠運(yùn)行。在發(fā)生問題時(shí),設(shè)計(jì)人員必需迅速了解根本原因,以便解決問題。通過同時(shí)分析信號(hào)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(hào)示波器(MSO)為檢驗(yàn)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(hào)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(qiáng)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(diǎn)介紹檢驗(yàn)和調(diào)試技巧,幫助您使用泰克MSO系列更高效地實(shí)現(xiàn)數(shù)字設(shè)計(jì)。
同一個(gè)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(hào),門限為1.40V;下面兩條通道是LVPECL信號(hào),門限為2.00 V。
設(shè)置數(shù)字門限
混合信號(hào)示波器的數(shù)字通道把數(shù)字信號(hào)視為邏輯值高或邏輯值低,與數(shù)字電路查看信號(hào)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(diǎn)對(duì)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(hào)是邏輯值高還是邏輯值低。
MSO4000系列可以為每條通道獨(dú)立設(shè)置門限,適合調(diào)試帶有混合邏輯家族的電路。MSO4000在其中一個(gè)數(shù)字探頭適配夾上測量五個(gè)邏輯信號(hào),它同時(shí)測量三個(gè)TTL(晶體管-晶體管邏輯)信號(hào)和兩個(gè)LVPECL (低壓正發(fā)射器-耦合邏輯)信號(hào)。
MSO2000和MSO3000系列則為每個(gè)探頭適配夾設(shè)置門限(一組8條通道),因此TTL信號(hào)將位于第一個(gè)適配夾上,而LVPECL信號(hào)則位于第二個(gè)適配夾上。
定時(shí)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(shí)采集,其中MSO以MSO采樣率確定的距離相等的時(shí)間對(duì)數(shù)字信號(hào)采樣。在每個(gè)樣點(diǎn)上,MSO存儲(chǔ)信號(hào)的邏輯狀態(tài),創(chuàng)建信號(hào)的時(shí)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(hào)邏輯狀態(tài)有效穩(wěn)定的特殊時(shí)間,這在同步和時(shí)鐘輸入數(shù)字電路中十分常見。時(shí)鐘信號(hào)規(guī)定了信號(hào)狀態(tài)有效的時(shí)間。例如,對(duì)采用上升沿時(shí)鐘的D觸發(fā)裝置來說,輸入信號(hào)穩(wěn)定時(shí)間在時(shí)鐘上升沿周圍。對(duì)采用上升沿時(shí)鐘的D觸發(fā)裝置來說,輸出信號(hào)穩(wěn)定時(shí)間在時(shí)鐘下降沿周圍。由于同步電路的時(shí)鐘周期可能并不是固定的,因此狀態(tài)采集之間的時(shí)間可能并不均勻,這一點(diǎn)是它與定時(shí)采集的不同點(diǎn)。
邏輯分析儀同時(shí)提供了定時(shí)采集功能和狀態(tài)采集功能?;旌闲盘?hào)示波器數(shù)字通道采集信號(hào)的方式與邏輯分析儀在定時(shí)采集模式下采集信號(hào)的方式類似,如圖2所示。泰克MSO系列把定時(shí)采集解碼成時(shí)鐘輸入總線顯示畫面和事件表,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。
帶色碼的數(shù)字波形顯示
數(shù)字定時(shí)波形看上去與模擬波形非常類似,但有一點(diǎn)除外,即它只顯示邏輯值高和低。定時(shí)采集分析的重點(diǎn)通常是確定具體時(shí)點(diǎn)的邏輯值,測量一個(gè)或多個(gè)波形上邊沿跳變之間的時(shí)間。為使分析變得更簡便,泰克MSO系列在數(shù)字波形上用藍(lán)色顯示邏輯值低,用綠色顯示邏輯值低,即使看不見跳變時(shí),用戶仍能查看邏輯值。波形標(biāo)記顏色還與探頭色碼一致,可以更簡便地查看哪個(gè)信號(hào)與哪個(gè)測試點(diǎn)對(duì)應(yīng)。
數(shù)字定時(shí)波形可以分組,建立一條總線。一個(gè)數(shù)字信號(hào)被定義為最低有效位,其它數(shù)字信號(hào)表示二進(jìn)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(jìn)制值或十六進(jìn)制值。泰克MSO系列還建立一個(gè)事件表,把邏輯狀態(tài)顯示為二進(jìn)制值或十六進(jìn)制值。每種狀態(tài)都帶有時(shí)間標(biāo)記,簡化了時(shí)序測量工作。
泰克MSO系列使用時(shí)鐘輸入格式或非時(shí)鐘輸入格式解碼并行總線。對(duì)時(shí)鐘輸入解碼,MSO確定指定作為時(shí)鐘的信號(hào)的上升沿、下降沿或兩個(gè)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(shí)發(fā)生的任何跳變。對(duì)非時(shí)鐘輸入解碼,MSO在每個(gè)樣點(diǎn)上解碼總線,顯示總線上的每個(gè)跳變。在MSO使用時(shí)鐘輸入解碼時(shí),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。