泰克混合信號(hào)示波器值得選擇的十個(gè)理由

世界上幾乎每個(gè)電子器件實(shí)驗(yàn)室中都在使用示波器。許多人說，示波器是設(shè)計(jì)工程師首選的工具。工程師們對(duì)示波器的操作方式滿懷信心，非常信任示波器的測(cè)量結(jié)果。但是，示波器一般只限于提供兩條或四條模擬通道。工程師們需要的通道數(shù)量經(jīng)常會(huì)超過示波器提供的通道數(shù)量。

下面這些實(shí)例查看模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入，示波器都不能為其提供足夠的通道數(shù)量。同時(shí)監(jiān)測(cè)8位輸出，或希望觀察微處理工程師們要么在實(shí)驗(yàn)室中多找?guī)着_(tái)示波器的地址線和數(shù)據(jù)線。在這兩種情況下，示波器都不能為其提供足夠的通道數(shù)量。工程師們要么在實(shí)驗(yàn)室中多找?guī)着_(tái)示波器，要么使用邏輯分析儀。不管是哪種情況，復(fù)雜性都會(huì)明顯提高。這時(shí)，工程師會(huì)想：“如果示波器有更多的通道多好……”。

混合信號(hào)示波器為迎接這種測(cè)量挑戰(zhàn)提供了理想的解決方案。它提供了工程師已經(jīng)信賴、而且已經(jīng)知道怎樣使用的工具(示波器)，同時(shí)增加了16條數(shù)字通道，為嵌入式設(shè)計(jì)提供了首選工具。泰克MSO4000 系列的操作方式與示波器類似，同時(shí)提供了模擬通道和數(shù)字通道，但沒有與邏輯分析儀有關(guān)的復(fù)雜性。MSO4000系列與DPO4000擁有相同的感觀，它體積小，提供了10.4 英寸(264mm) XGA 顯示器。

理由1：為使您的工作更簡(jiǎn)便而設(shè)計(jì)

圖1：MSO4000 系列為嵌入式設(shè)計(jì)提供了首選全功能調(diào)試工具。

MSO4000 系列在設(shè)計(jì)時(shí)注意到每一個(gè)細(xì)節(jié)，變革了查看數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的方式。其中一個(gè)實(shí)例是怎樣繪制數(shù)字波形。它使用顏色，識(shí)別數(shù)字波形的邏輯狀態(tài)。在邏輯狀態(tài)為高時(shí)，波形的顏色是綠色；在邏輯狀態(tài)為低時(shí)，波形的顏色是藍(lán)色。這特別適合放大到某一點(diǎn)，數(shù)字通道在顯示屏上的狀態(tài)一直相同的情況，因?yàn)槟匀豢梢詤^(qū)分其邏輯狀態(tài)是高還是低。

圖2：MSO4104 上顯示的白色邊沿向用戶表明可以放大查看更多信息。

MSO4000擁有多轉(zhuǎn)換檢測(cè)硬件。在系統(tǒng)檢測(cè)到多轉(zhuǎn)換時(shí)，用戶會(huì)在顯示屏上看到一個(gè)白色邊沿。白色邊沿表示通過放大或以更快的取樣速率采集數(shù)據(jù)，可以獲得更多的信息。如圖2所示，通過放大可以揭示以前看不到的脈沖。如果在最大限度地放大后仍存在白色邊沿，那么它表明在下次采集時(shí)通過提高取樣速率，可以比前一個(gè)設(shè)置揭示頻率更高的信息。

理由2：使用Wave Inspector，在采集的數(shù)據(jù)中簡(jiǎn)便地找到感興趣的區(qū)域

MSO4000 系列可以在2 條或4 條模擬通道及16 條數(shù)字通道的每條通道上采集最多10M樣點(diǎn)。盡管這一長(zhǎng)記錄長(zhǎng)度對(duì)以高分辨率捕獲長(zhǎng)時(shí)間窗口具有極其重要的意義，但它也帶來了自己的一系列挑戰(zhàn)。如果沒有相應(yīng)的工具處理所有這些數(shù)據(jù)，那么即使采集幾千屏信息又有什么用呢？MSO4000 系列是第一個(gè)為處理長(zhǎng)記錄長(zhǎng)度采集提供完整的一系列功能/ 工具的MSO。

圖3：直觀的Wave Inspector ? 控制功能。

放大/ 平移－ 專用兩級(jí)前面板旋鈕可以直觀地控制縮放和平移。

內(nèi)部旋鈕調(diào)節(jié)縮放系數(shù)(或縮放標(biāo)度)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，可以激活縮放，逐漸提高放大系數(shù)；反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，可以降低放大系數(shù)，最終關(guān)閉縮放功能。

圖4：專用前面板控制功能，提供了
簡(jiǎn)單高效的波形管理能力。

外部旋鈕在波形中平移縮放框，迅速得到用戶感興趣的波形部分。外部旋鈕還采用強(qiáng)制反饋，確定怎樣快速平移在波形上。外部旋鈕旋轉(zhuǎn)得越多，縮放框移動(dòng)的速度越快。即使在10M 記錄長(zhǎng)度時(shí)，您只需幾秒的時(shí)間，就可以從采集一端移動(dòng)到另一端。

通過反方向旋轉(zhuǎn)旋鈕，可以改變平移方向。您不必再導(dǎo)航經(jīng)過多個(gè)菜單，調(diào)節(jié)縮放視圖。

播放/ 暫停－在尋找異常事件或感興趣的事件時(shí)，前面板上的專用播放/暫停按鈕在顯示屏中自動(dòng)滾動(dòng)波形。播放速度和方向使用直觀的平移旋鈕進(jìn)行控制。旋鈕旋轉(zhuǎn)得越多，波形滾動(dòng)速度越快。通過反方向旋轉(zhuǎn)旋鈕，可以改變平移方向。

用戶標(biāo)記－想查看波形上感興趣的部分？在前面板按Set Mark 按鈕，可以離開波形上一個(gè)或多個(gè)“書簽”。為在不同標(biāo)記之間導(dǎo)航，只需在前面板上按Previous 和Next 按鈕。搜索標(biāo)記－不想花時(shí)間考察整個(gè)采集、找到正在尋找的事件？ MSO4000 系列具有強(qiáng)健的波形搜索功能，可以根據(jù)用戶定義的標(biāo)準(zhǔn)搜索長(zhǎng)時(shí)間采集的數(shù)據(jù)。搜索標(biāo)記會(huì)高亮度顯示所有事件發(fā)生，并可以使用前面板Previous和Next 按鈕簡(jiǎn)便地導(dǎo)航?？梢暂p松地比較分布在長(zhǎng)記錄長(zhǎng)度采集中多次發(fā)生的搜索事件。

理由3： 并行總線觸發(fā)和分析

圖5：MSO4104 并行總線顯示。

您可能已經(jīng)用了數(shù)不盡的時(shí)間，在示波器上解碼系統(tǒng)總線活動(dòng)。這一般需要評(píng)估每個(gè)時(shí)鐘邊沿的數(shù)據(jù)線和地址線狀態(tài)。MSO4000系列能夠創(chuàng)建并行總線，簡(jiǎn)化了這一過程。通過指定哪些通道是時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線，您可以建立并行總線顯示，自動(dòng)解碼總線內(nèi)容，如圖5 所示。

MSO4000 系列可以一次定義和顯示最多四條并行總線，可以簡(jiǎn)便地查看測(cè)量期間解碼后的并行總線數(shù)據(jù)。此外，可以在總線值上觸發(fā)示波器。最后，WaveInspector的搜索功能已經(jīng)擴(kuò)展到搜索長(zhǎng)數(shù)字采集，簡(jiǎn)化了識(shí)別感興趣的數(shù)字事件及模擬事件的工作。

理由4：串行總線觸發(fā)和分析

圖6：MSO4104 I2C 觸發(fā)和解碼。

I_²C、SPI、RS-232 和CAN 等串行總線幾乎遍布于現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)中。這些總線用來在設(shè)備之間通信，監(jiān)測(cè)溫度，控制風(fēng)扇速度，初始化各種設(shè)備的狀態(tài)。由于很難隔離經(jīng)過總線的特定相關(guān)業(yè)務(wù)，手動(dòng)解碼消息時(shí)一次只能解碼一個(gè)位，因此在調(diào)試涉及一條或多條串行總線的系統(tǒng)級(jí)問題時(shí)，一般會(huì)需要很長(zhǎng)的時(shí)間。

通過MSO4000 系列，您可以把示波器的輸入定義為I2C、SPI、RS-232或CAN總線。如圖6 所示，可以在分組級(jí)信息上觸發(fā)示波器，如特定地址或數(shù)據(jù)，在直觀的總線波形中自動(dòng)顯示解碼后的分組內(nèi)容。然后可以使用Wave Inspector
的搜索功能，搜索長(zhǎng)時(shí)間采集的串行總線數(shù)據(jù)，立即找到確定的感興趣事件。

理由5：在事件表中查看解碼后的數(shù)據(jù)

事件表可以以列表格式顯示解碼后的并行或串行總線數(shù)據(jù)。在儀器上顯示總線時(shí)，可以打開事件表，以列表格式查看總線。

圖7：MSO4104 CAN 事件表顯示了解碼后的總線業(yè)務(wù)。

圖7 是CAN總線采集實(shí)例，包括解碼后的標(biāo)識(shí)符、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼(DLC)、數(shù)據(jù)、CRC 和未確認(rèn)。此外，每個(gè)分組帶有時(shí)戳，可以簡(jiǎn)便地測(cè)量時(shí)間關(guān)系。

理由6：顯示最多四條串行總線或并行總線組合

嵌入式系統(tǒng)通常同時(shí)擁有串行總線和并行總線。在發(fā)生系統(tǒng)級(jí)問題時(shí)，您需要追蹤代碼在硬件中的執(zhí)行情況。不管是軟件工程師還是硬件工程師，您都可以使用MSO4000 系列，簡(jiǎn)便地監(jiān)測(cè)最多四條I2C、SPI、RS-232、CAN 和并行總線，確定問題的成因。例如，您可以監(jiān)測(cè)多條I2C總線，同時(shí)觸發(fā)從FPGA中輸出的數(shù)據(jù)。它可以支持無窮個(gè)組合。MSO4000 系列將改變軟件工程師和硬件工程師將來考慮使用示波器的方式。

理由7：MagniVuTM提供了60.6 ps 的超精細(xì)定時(shí)分辨率

由于下一代微控制器實(shí)現(xiàn)了100 MHz或更高的時(shí)鐘速度，因此儀器擁有足夠的分辨率對(duì)解決緊張的定時(shí)問題至關(guān)重要。MSO4000 系列是第一個(gè)提供MagniVu技術(shù)的混合信號(hào)示波器。MagniVu 對(duì)所有數(shù)字通道取樣，分辨率可以達(dá)到60.6ps，采集10,000個(gè)樣點(diǎn)。這種超高定時(shí)分辨率允許設(shè)計(jì)人員從只是調(diào)試表面問題，轉(zhuǎn)向?qū)嶋H檢驗(yàn)緊張的定時(shí)余量。圖9 是MagniVu 定時(shí)分辨率實(shí)例，其中使用MagniVu以非常精細(xì)的定時(shí)分辨率檢驗(yàn)建立時(shí)間和保持時(shí)間違規(guī)。

理由8：多通道建立時(shí)間和保持時(shí)間觸發(fā)

測(cè)量建立時(shí)間和保持時(shí)間是現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)中一項(xiàng)常見的任務(wù)。建立時(shí)間是指在時(shí)鐘活動(dòng)邊沿前同步輸入必須穩(wěn)定的時(shí)間量，保持時(shí)間則是指在時(shí)鐘活動(dòng)邊沿后同步輸入必須穩(wěn)定的時(shí)間量。

您通常會(huì)遇到余量達(dá)到極限，但建立時(shí)間和保持時(shí)間違規(guī)測(cè)試卻通常要耗費(fèi)大量時(shí)間的情況。某些示波器擁有觸發(fā)功能，允許用戶設(shè)置時(shí)鐘和一條數(shù)據(jù)線。如果您處理的是簡(jiǎn)單的JK 觸發(fā)器，這可能已經(jīng)足夠了，但是，如果您處理的是8位或16位總線，那么您需要重復(fù)執(zhí)行相同的任務(wù)，來檢驗(yàn)總線的每個(gè)位，而且一次只能檢驗(yàn)一個(gè)位。

MSO4000 系列是第一個(gè)提供多通道建立時(shí)間和保持時(shí)間觸發(fā)的混合信號(hào)示波器。現(xiàn)在，您可以一次監(jiān)測(cè)、調(diào)試和測(cè)試整個(gè)并行總線(如圖9所示)，而不是一次檢驗(yàn)一個(gè)位。

理由9：P6516 混合信號(hào)示波器探頭

探測(cè)是實(shí)現(xiàn)最優(yōu)測(cè)量結(jié)果必不可少的關(guān)鍵一步。在某些情況下，電路板設(shè)計(jì)包括多個(gè)測(cè)試點(diǎn)，但您經(jīng)常不得不焊接導(dǎo)線，才能訪問關(guān)鍵信號(hào)。P6516 混合信號(hào)示波器探頭是為滿足混合信號(hào)環(huán)境的需求專門設(shè)計(jì)的。

1. P6516 探頭由兩個(gè)3 英尺段組成，可以簡(jiǎn)便地訪問電路板或系統(tǒng)不同區(qū)域中的信號(hào)。
2. 探頭包括多條同軸電纜，這些電纜從示波器輸入延伸到探頭端部。這提供了最高的信號(hào)完整性及3 pF的最小探頭負(fù)荷。
3. 通道組的每個(gè)輸入末尾都帶有一個(gè)槍筒端部。

這種時(shí)髦的新型探頭簡(jiǎn)化了連接被測(cè)設(shè)備的過程。公共接地采用汽車式推進(jìn)連接器，可以簡(jiǎn)便地建立自定義接地，連接被測(cè)設(shè)備。在連接到方形針腳上時(shí)，P6516有一個(gè)適配器，連接探頭頭部，與探頭端部齊平延長(zhǎng)探頭接地，從而可以連接到頭部針腳。

如果電路板帶有一個(gè)AMP Mictor 連接器，選配的NEX-HD2HEADER 可以簡(jiǎn)便地訪問34 條通道中的任何通道。

理由10：每條通道設(shè)置單獨(dú)門限實(shí)現(xiàn)真正的混合信號(hào)設(shè)計(jì)

典型的混合信號(hào)示波器每8 條數(shù)字通道只能設(shè)置一個(gè)邏輯門限。也就是說，盡管有16 條數(shù)字通道，但典型的MSO 可以探測(cè)的感興趣的區(qū)域不會(huì)超過兩個(gè)，除非多個(gè)區(qū)域使用相同的邏輯系列。例如，設(shè)計(jì)中可能會(huì)使用3 . 3 V 和5 VCMOS 及TTL。為追蹤問題，您需要探測(cè)所有這些信號(hào)。如果您正在使用傳統(tǒng)MSO，由于兩個(gè)門限的限制，您將不能查看所有這些信號(hào)。但通過使用MSO4000，您可以每條通道設(shè)置單獨(dú)門限，解決面臨的問題。每條通道設(shè)置單獨(dú)門限使得MSO4000 系列成為市場(chǎng)上唯一真正的混合信號(hào)示波器。

總結(jié)

泰克MSO4000 系列混合信號(hào)示波器為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了理想的解決方案。MSO4000 系列在您已經(jīng)知道怎樣使用的示波器平臺(tái)上，增加了16條數(shù)字通道和總線解碼功能，簡(jiǎn)化了調(diào)試混合信號(hào)設(shè)計(jì)的工作，而又沒有與邏輯分析儀高級(jí)功能有關(guān)的復(fù)雜性。由于其體積小、擁有10.4 英寸大型XGA 顯示器及業(yè)內(nèi)率先提供的MagniVu 和建立時(shí)間/ 保持時(shí)間總線觸發(fā)功能，您將獲得以前從未見過的真正的混合信號(hào)示波器！