示波器可能不为人知的十二般武艺.docx
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1、示波器是人们设计、制造或修理电子设备不可或缺的工具。在现今这个快节奏 的世界里,工程师们需要利用目前最好的工具来快速准确地解决他们所遇到的 测 量难题。在工程师看来,示波器是成功应对现今测量难题的关键所在。现代 数字示波器拥有可帮助节省时间的特性,如深存储和一系列分析工具等,可简 化高速数字 设计带来的挑战。下文分别细数了示波器或曾不为人知的 12 项功 能。1.1. 协议解码协议解码根据示波器波形显示进行串行总线手动解 码既耗时又容易出错。在这一相对简 单的 I2C 信号中,可能有问题存在。您能轻松找到这个问题吗?甚至还能说出 该信号代表什么吗?要对该数据包进行手动解 码,需寻找到包头、数据
2、位及包 尾。利用时钟状态(*)对所有数据信号状态(蓝色)进行对照确认,然后将 其转换为十六进制数值。图 1:示波器上的 I2C 信号在 此将手动解码与自动解码示例进行比较。只需定义时钟和数据处于哪些通道 上以及定义用于确定逻辑值(“1”和“0”)的阈值,就可以让示波器获悉正 通过总线 传输的协议。在一瞬间,就可对串行数据进行解码并将其显示出来, 说明总线波形显示中的起始位、地址位、数据位和结束位。对 I2C 总线而言, 地址值和数据值 能够以十六进制方式显示,或以二进制方式显示。 图 2:自动 I2C 解码2.2. 网络分析仪网络分析仪需 测量回波损耗(Sdd11)或插入损耗(Sdd21),但
3、却没有 TDR 或 VNA,怎么 办?您可用高带宽示波器进行一些近似于网络分析的测量,尽管这样做好 像有 些超出其使用范围,而且肯定有某些局限。传统的频率响应时间测试涉及对快 脉冲的测量以及对响应 FFT 的查看。除这种测量外,您还可以通过一些相当基 础 的设置来测量回波损耗和插入损耗。例如,一些高速标准(像 PCI Express 3.0 和 USB 3.0)包括有这样的测量, 一长串逻辑值“1”后接一长串“0”。这构成一种稳态条件或低频状态。然后, 测试图案变为时钟或 1010 图案,又称为奈奎斯特 图。对前后电压电平进行比 较,得到一个标称插入损耗值。可采用更先进的技术以及自定义信号激励
4、来提 取其他详细信息。在一篇题为“在数字存储示波器上进行以 太网微分回波损耗 测量”的白皮书( 可 找到有关某一程序的技术概览的佳作。图 3:64 个“1”及 64 个“0”后接“1010”的图形3.3. 在在 DVDDVD 驱动器上播放影片驱动器上播放影片大型 LCD 屏幕还可用作什么呢?可以肯定的是,您可以在示波器上观看信号完 整性分析指南,但更令人高兴的是,您还可以观看最近的电影(但是还不能观 看 3D 视频)。4.4. 滤波滤波 您是否需要用高带宽示波器测量低频信号但又不想有高频噪音?许多示波器都 具有数字信号处理功能,可进行滤波,包括低通滤波。下一次,您想在您 12GHz 示波器上测
5、量 100MHz 时钟时,可使用带宽限制功能,以得到更佳的信噪 比和更精确的测量值。5.5. 宽带雷达测试宽带雷达测试数字示波器早已具备 FFT 功能。随着雷达和其他宽带 RF 系统进入数字领域,现 在示波器已具备瞬态或宽频带宽 RF 信号分析功能。您可以对无外部降频转频器 的宽带雷达、高数据速率卫星链路或跳频通信系统执行脉冲分析、数字解调和 EVM 测量。图 4:显示宽带雷达信号的示波器6.6. 改善垂直分辨率改善垂直分辨率大部分示波器的 A/D 分辨率为 8 个比特。用不同的采集模式,可按如下所述, 通过求相邻采样的平均值来提高垂直分辨率。那么,通过求平均值和采用高分 辨率模式可将分辨率提
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