評價示波器性能的重要標(biāo)準(zhǔn)及第四代示波器的界定標(biāo)準(zhǔn)之一

數(shù)字示波器的一個重要應(yīng)用是作為一種調(diào)試問題的工具，因此，快速查找異常事件的能力是評價示波器性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。

電路調(diào)試通常有兩個目的：**，找出可疑問題存在的證據(jù)；**，找出可疑問題的更多信息使得能設(shè)定觸發(fā)隔離出異常信號。通過重復(fù)的觸發(fā)異常信號，在不同的電路測試點觀察異常事件的行為從而甄別出原因和結(jié)果之間相互關(guān)系。

定位異常信號的傳統(tǒng)方法是觸發(fā)信號的邊沿，用模擬余輝方式觀察疊加顯示的波形，等待一段時間后期望能從累計的波形中觀察到異常信號。采取這種方法時異常事件的捕獲率與波形的邊沿出現(xiàn)頻率、示波器的刷新率和異常事件發(fā)生的統(tǒng)計概率等相關(guān)。具體表現(xiàn)為如果波形的邊沿出現(xiàn)頻率不超過示波器的刷新率，則示波器能捕捉到每個邊沿，因此也就能捕獲到每個異常事件，反之則不能捕獲到每個邊沿。每秒捕獲到異常事件次數(shù)等于異常事件發(fā)生的概率除以邊沿頻率再除以示波器的刷新率。進一步可以指出，邊沿出現(xiàn)頻率小于示波器的刷新率時沒什么問題，而一旦邊沿出現(xiàn)頻率超過示波器的刷新率時，捕獲的概率也就對應(yīng)下降。這就是為什么一些示波器廠商會創(chuàng)造出非?？斓牟ㄐ嗡⑿履Ｊ降脑?，譬如DPO。

我們可以舉例進一步說明這個問題，假設(shè)有一個200MHz的時鐘信號每5秒會出現(xiàn)一次毛刺，即異常出現(xiàn)的概率為10億分之一，利用上述公式，用一臺每秒能刷新10萬次的示波器工作在快刷新模式，需要2.8小時，這意味著每5秒出現(xiàn)一次的異常信號，，示波器需等待2.8小時后才能捕獲到它！效率之低，可見一斑。這里的問題是，傳統(tǒng)的捕獲異常信號的方法直接和刷新率成正比，但*快的刷新模式也還遠遠不夠！或者說，它們并沒有快到能解決實際問題的地步。工程師們真正需要的是一種比刷新率更快的方法。

用邊沿觸發(fā)的方法查找異常信號的問題的根本原因是每次示波器通過觸發(fā)邊沿來捕獲波形，相鄰兩次捕獲時，有一段示波器看不到的波形被稱為死區(qū)時間。很多工程師都很驚異這個死區(qū)時間相對于示波器捕獲到的時間是如此的長！在上面的例子中，示波器需要將近3小時才能看到5秒鐘出現(xiàn)一次的異常信號，是因為示波器只能看到邊沿出現(xiàn)的0.2%，在快刷新模式下也有99.8%的死區(qū)時間，在波形的每500個邊沿中，示波器只能看到一個！

我們用一種智能觸發(fā)系統(tǒng)來解決這個問題。當(dāng)設(shè)定為觸發(fā)某個特定的智能觸發(fā)，它將查看波形的每個邊沿直到觸發(fā)成功。僅僅在智能觸發(fā)條件滿足，示波器觸發(fā)到信號的時候才有死區(qū)時間。如果設(shè)定一種智能觸發(fā)方式隔離上例中的毛刺，示波器將偵測每個邊沿直到毛刺持續(xù)，以保證異常被無一遺漏被捕獲。這種方法看上去簡單，但在設(shè)定觸發(fā)方式上有很大問題：你需要事先知道異常信號的特點，這通常是不現(xiàn)實的。
力科在第四代示波器中開發(fā)了一種全新的異常調(diào)試工具 TriggerScan，通過智能化使用觸發(fā)系統(tǒng)從而解決了上述難題。

TriggerScan原理圖

TriggerScan的工作過程分為兩個階段。**個階段操作者獲取正常的波形并訓(xùn)練。在訓(xùn)練過程中，示波器首先分析波形，判斷波形正常情況下的特點，然后它給出一系列的智能觸發(fā)設(shè)定，這些設(shè)定都被設(shè)計為觸發(fā)異常信號。例如，如果是時鐘信號，那么在觀察范圍內(nèi)，所有的邊沿都有上升時間、周期和幅度，TriggerScan將設(shè)定出智能觸發(fā)方式來觸發(fā)超過正常范圍的斜率、周期和幅度。一旦這些智能觸發(fā)被設(shè)定，示波器進入工作的**階段，即將這些觸發(fā)設(shè)定載入，每次按設(shè)定的某種觸發(fā)方式工作一段時間，然后繼續(xù)下次觸發(fā)動作。在任何設(shè)定下一旦捕獲到異常信號，獲得到的波形將以余輝或停住采集的方式加以顯示。

TriggerScan的有效性并非取決于邊沿的頻率。乃是與設(shè)定和使用的智能觸發(fā)的個數(shù)有關(guān)。如果設(shè)定了100中觸發(fā)方式，TriggerScan的有效性是相對于用某種特定的智能觸發(fā)方式的效率的1%。TriggerScan減小了觸發(fā)系統(tǒng)的有效性，但它能自動產(chǎn)生觸發(fā)設(shè)置并使捕獲異常信號的過程自動化。在前面的例子中，采用100000次刷新率的快刷新傳統(tǒng)模式，平均需要2.8小時才能找到一次異常信號。采用智能觸發(fā)系統(tǒng)，每5秒鐘可以看到每個異常信號。采用具有100個觸發(fā)設(shè)定的TriggerScan方法可以在平均8.3分鐘內(nèi)發(fā)現(xiàn)一次異常信號。在這個例子中，TriggerScan方法比快刷新方法要快20倍。是否具備TriggerScan智能硬件觸發(fā)功能是第四代示波器的界定標(biāo)準(zhǔn)之一。  

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