基礎(chǔ)入手詳解示波器的原理

　　示波器顧名思義是觀察波形隨時(shí)間變化的儀器，本質(zhì)上，它是一款時(shí)域測量的儀器。從第一臺示波器誕生起，幾十年的發(fā)展，示波器的性能、功能和外表都發(fā)生了跨越式變化，但它始終都是一個(gè)時(shí)域測量儀器。直到2011年8月31

　　示波器顧名思義是觀察波形隨時(shí)間變化的儀器，本質(zhì)上，它是一款時(shí)域測量的儀器。從第一臺示波器誕生起，幾十年的發(fā)展，示波器的性能、功能和外表都發(fā)生了跨越式變化，但它始終都是一個(gè)時(shí)域測量儀器。直到2011年8月31日，示波器的發(fā)明者泰克公司推出了一款革新性的新類型儀器——該新類型示波器集示波器和頻譜儀于一體，泰克公司給這種新類型示波器命名為混合域示波器，它可以幫助工程師捕獲時(shí)間相關(guān)的模擬、數(shù)字和射頻信號，從而獲得完整的系統(tǒng)級觀測，幫助工程師快速解決復(fù)雜的設(shè)計(jì)問題。

　　為什么需要混合域示波器?

　　混合域示波器的推出并非標(biāo)新立異、搶人眼球，而是市場需求的驅(qū)動(dòng)和技術(shù)發(fā)展的要求。近幾年，無線通信市場飛速發(fā)展，無線技術(shù)正開始滲透到方方面面。隨著WiFi、ZigBee、藍(lán)牙、RFID等無線應(yīng)用進(jìn)入到日益增多的嵌入式系統(tǒng)中，越來越多的工程師需要同時(shí)面對數(shù)字電路和射頻電路設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)工程師必須同時(shí)處理這兩個(gè)領(lǐng)域的問題。當(dāng)前，超過60%的示波器用戶還使用頻譜分析儀來解決擁有無線功能嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題，這要求他們同時(shí)在時(shí)域和頻域下工作。對于這些系統(tǒng)的眾多設(shè)計(jì)工程師來說，同時(shí)解決射頻和數(shù)字信號的測試分析成為了一種新的測試需求。

　　混合域示波器就此應(yīng)運(yùn)而生。

　　混合域示波器的革命性能和優(yōu)勢

　　泰克此次推出的混合域示波器MDO4000系列基于其在市場上廣泛使用的MSO4000混合信號示波器平臺。使用MDO4000，工程師能夠用一臺儀器替代示波器和頻譜分析儀。這使他們能夠繼續(xù)使用其熟悉的示波器來觀察頻域，而無需尋找和重新學(xué)習(xí)頻譜分析儀。

　　同時(shí)，MDO4000遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了傳統(tǒng)頻譜分析儀的功能，允許用戶捕獲4個(gè)模擬、16個(gè)數(shù)字和1個(gè)RF通道上的時(shí)間相關(guān)模擬、數(shù)字和RF信號。RF輸入頻率范圍最高達(dá)6GHz并在所有中心頻率提供≥1GHz的捕獲帶寬，比典型頻譜分析儀高100倍。用戶甚至能夠在同一顯示屏上一次看到多達(dá)4個(gè)解碼的串行和/或并行總線。由于實(shí)現(xiàn)了時(shí)間相關(guān)的多域顯示，工程師現(xiàn)在能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的定時(shí)測量，以了解其設(shè)計(jì)中的時(shí)域命令/控制事件間的延遲和時(shí)延在頻域上引起的變化。例如，觀察VCO/PLL啟動(dòng)過程或者測量跳頻RF信號的躍遷特征現(xiàn)在都變得再簡單不過。另外，由于MDO4000能夠提供時(shí)域和頻域時(shí)間相關(guān)的完整系統(tǒng)級觀測，所以尋找間歇性EMI噪聲和元器件狀態(tài)帶來的EMI噪聲變得前所未有的容易，而這是目前其他測試設(shè)備無能為力的。

　　該示波器的另一個(gè)創(chuàng)新之處是，MDO4000允許工程師觀察信號在一次長采集中的任意時(shí)刻的RF頻譜，以了解該頻譜隨時(shí)間或元器件狀態(tài)產(chǎn)生的變化。通過將獨(dú)特和正在申請專利的SpectrumTime技術(shù)全面應(yīng)用于時(shí)域采集，工程師能夠觀察其采集中任意時(shí)刻的RF頻譜，同時(shí)觀察其模擬、數(shù)字和/或解碼的總線在同一時(shí)刻的情況。同樣，RF時(shí)域跡線被用來顯示RF輸入信號的振幅、頻率或相位隨時(shí)間的變化。這令特征化調(diào)頻、建立時(shí)間和其他系統(tǒng)元器件和活動(dòng)相關(guān)的RF事件時(shí)間變得更加容易。RF時(shí)域跡線與模擬、數(shù)字和串行/并行總線解碼波形在同一窗口中顯示，能即時(shí)觀察器件的工作狀況。

　　除了標(biāo)準(zhǔn)的RF功率電平觸發(fā)以外，可選模塊(MDO4TRIG)還支持將RF功率電平作為基礎(chǔ)的其他觸發(fā)類型，使客戶能夠進(jìn)一步隔離RF事件。用戶能夠按照具體脈沖寬度進(jìn)行觸發(fā)，或者尋找超時(shí)事件或欠幅脈沖，甚至將RF輸入包括在與模擬和數(shù)字通道一起定義的邏輯模式之中。MDO4000允許按用戶設(shè)置的任何條件進(jìn)行觸發(fā)而不受信號的模擬、數(shù)字、RF或其任何組合形式性質(zhì)的影響亦屬業(yè)內(nèi)首創(chuàng)。

　　混合域示波器將改變工程師的工作方式

　　混合域示波器的推出是示波器發(fā)展歷程中的一個(gè)重大突破，泰克公司為此付出了多年的研發(fā)努力，這其中攻克的最大的難題就是將時(shí)域和頻域整合進(jìn)一臺儀器中。據(jù)泰克公司透露，在產(chǎn)品正式發(fā)布之前，他們已將產(chǎn)品給一些用戶試用，其中PrototypeEngineering的所有者、電氣工程師WardRamsdell就是試用者之一，在工作中采用MDO4000后，WardRamsdell表示：“我們第一次能夠同時(shí)觀測一個(gè)設(shè)計(jì)中的多個(gè)點(diǎn)，查看系統(tǒng)工作的模擬、數(shù)字和RF方面，這幫助我們快速查找設(shè)計(jì)問題和在更高層次更好地了解系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)的性能。MDO混合域示波器是測試設(shè)備領(lǐng)域的一次變革，它將完全改變我們的工作方式。”