100個(gè)關(guān)于示波器使用的知識(shí)點(diǎn)（三）

39．影響橫河示波器工作速度的因素有哪些？
答：實(shí)際上任何一臺(tái)示波器的原理都差不多，前端是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，后端是計(jì)算機(jī)處理。影響速度主要有兩方面，一是從前端數(shù)采到后端處理的數(shù)據(jù)傳輸，一般都是用 PCI 總線，此乃傳輸瓶頸, 但已有新技術(shù)可以突破；另一個(gè)是后端的處理方式，提高處理速度可以通過數(shù)據(jù)分包共享來實(shí)現(xiàn)。

40．我們的應(yīng)用通常會(huì)捕獲 2M 甚至更多的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析, 且采樣率通常會(huì)高達(dá) 10GS/S, 但在進(jìn)行參數(shù)測試和 FFT 等分析時(shí)總是顯得很慢, 為什么？
答：處理的數(shù)據(jù)量大，速度自然會(huì)慢。要想獲得大數(shù)據(jù)量的高速實(shí)時(shí) FFT 分析，除非采用專用 FFT處理器，但成本較高。

41．使用泰克的 TDS2014 數(shù)字示波器抓一個(gè)并口的時(shí)序時(shí)，總能測到能量很強(qiáng)的 50Hz 交流，而測不到信號(hào)，但是示波器的地和所測并口的地是一致的，怎么辦？
答：可以從以下幾方面入手：
① 檢查示波器是否很好的接地或采用隔離變壓器隔離；
② 附近是否有較強(qiáng) 50Hz 信號(hào)感應(yīng)；
③ 在較強(qiáng)干擾環(huán)境下，應(yīng)注意并口的驅(qū)動(dòng)能力及工作頻率與測試操作選擇是否合適。若只看到 50Hz干擾正弦波，且波形較規(guī)則，則應(yīng)考慮并口可能未工作；
④ 檢查一下探頭尖是否損壞了；
⑤ 建議把用不著的外設(shè)都撥掉，也有可能從顯示器上來的；
⑥ 如果示波器用了很久，就要考慮底線是否正常，就是那個(gè)小夾子。把探頭取下，用萬用表量一量。

42．要解決抗電源干擾問題，想測量總電源的干擾信號(hào)串入到弱信號(hào)放大器電源的情形。結(jié)果，即使示波器探頭和地連在一起，都有干擾信號(hào)，不管測哪里都一樣。干擾信號(hào)是音頻。這是為什么？
答：要注意的問題有：
① 示波器的接地問題，示波器的機(jī)殼和探頭的參考地線都是連接地線的，因此良好的接地是測量干擾的首要條件；
② 示波器參考地線引入的干擾問題，由于普通探頭通常都有一段接地線，會(huì)與待測點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)類似環(huán)形天線的干擾路徑，引入比較大的干擾，因此要盡量減少這一干擾，可以采用的方法是將探頭帽拿掉，不使用探頭上引出的地線，而直接使用探頭**和探頭內(nèi)的地點(diǎn)接觸待測點(diǎn)進(jìn)行測量；
③ 使用差分測量的方法，消除共模噪聲。泰克提供一系列的差分探頭，比如專門針對(duì)小信號(hào)的ADA400A 可以測量到幾百微伏，用于高速信號(hào)測量的 P7350 提供高達(dá) 5GHz 的帶寬；
④ 在泰克的很多示波器里提供高分辨率采集（Hi-Res）的信號(hào)捕獲模式，可以過濾信號(hào)上疊加的隨機(jī)噪聲。

43．在 EMC 試驗(yàn)中有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)指示表短暫的指示消失現(xiàn)象，使用示波器進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)過程中示波器有屏幕整個(gè)晃動(dòng)的現(xiàn)象。試驗(yàn)的項(xiàng)目是 EFT（瞬變脈沖串抗擾度試驗(yàn)），如何解釋和怎樣在試驗(yàn)中消除這種現(xiàn)象？
答：EFT 有時(shí)會(huì)對(duì)示波器造成干擾，造成誤觸發(fā)，可嘗試使用示波器的高頻抑制觸發(fā)模式，限制示波器帶寬等辦法。

44．為什么示波器有時(shí)候抓不到經(jīng)過放大后的電流信號(hào)？
答：如果信號(hào)的確存在，但示波器有時(shí)能抓到，有時(shí)抓不到，這可能和示波器的設(shè)置有關(guān)系。通常若您可將示波器觸發(fā)模式設(shè)置成 Normal ,觸發(fā)條件設(shè)置成邊沿觸發(fā)，并將觸發(fā)電平調(diào)到適當(dāng)值，然后將掃描方式設(shè)置成單次方式，如果這種方式還不行，通常儀器可能出了問題。

45．新型橫河示波器怎樣用于單片機(jī)開發(fā)呢？
答：單片機(jī)電路開發(fā)過程中，一般來講所用的元件和芯片本身都沒有問題，有問題的往往是他們之間相互通信和預(yù)想的不同，單片機(jī)中，常見的總線是 SPI,I2C,USB,LIN,CAN, 54621A 和 54621D 示波器本身支持串行信號(hào)的觸發(fā)功能，可直接調(diào)試串行總線上的通信情況，另外，若您使用 DSP 結(jié)合 MCU 開發(fā)電路板，可能牽涉到軟硬件聯(lián)調(diào)，這時(shí)您可以用 54621D 的數(shù)字邏輯通道連接到控制線或數(shù)據(jù)、地址線上，借以判斷在特定的操作條件或子程序運(yùn)行下，電路是否能正常工作。而且其每通道 2M 點(diǎn)的存儲(chǔ)深度非常有助于分析問題的原因，觀察長時(shí)間的串行信號(hào)，觀察握手時(shí)序等。而且其放大功能，可將信號(hào)放大數(shù)萬倍以觀察細(xì)節(jié)。

46．新型數(shù)字示波器 54621A 和 54621D 在檢測時(shí)是否對(duì)（Inter-IC）總線的不同信號(hào)和不同速率有
影響呢？
答 ：I2C Bus 信號(hào)一般工作速率不超過 400Kbit/s,*近也出現(xiàn)了幾 Mbit/s 的芯片，54621A 和 54621D在設(shè)置觸發(fā)條件時(shí)，無需顧及不同速率的影響，但對(duì)其它總線，如 CAN 總線，您先要在示波器上設(shè)置 CAN總線當(dāng)前的實(shí)際工作速率以便示波器能正確解協(xié)議，并正確觸發(fā)。

47．除示波器 54621A 和 54621D 外，還有什么其他儀器可以檢測和分析 Inter-IC 總線信號(hào)？
答：想對(duì) Inter-IC 總線信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的分析，如協(xié)議級(jí)的分析，可使用安捷倫的邏輯分析儀，但相對(duì)來說，價(jià)格比 54621A/D 要高。

48．?dāng)?shù)字示波器的各種觸發(fā)的應(yīng)用，比如說邊沿觸發(fā)，毛刺觸發(fā)和脈寬觸發(fā)等，它們各自適合測試
那種信號(hào)？
答：① edge trigger ， 邊沿觸發(fā)，可設(shè)觸發(fā)電平，上升沿或下降沿。邊沿觸發(fā)也稱為基本觸發(fā)。
② advanced trigger，即上等觸發(fā)，里面含概各種不同的觸發(fā)功能，可以根據(jù)被測信號(hào)的特征，設(shè)置相應(yīng)的觸發(fā)條件，定位感興趣的波形。上等觸發(fā)是電路調(diào)試的關(guān)鍵。在電路調(diào)試過程中，如果事先不了解被測信號(hào)可能的問題，可以先使用泰克數(shù)字熒光示波器，利用 400,000/秒波形捕獲速度，迅速發(fā)現(xiàn)電路中的各種問題，再配合不同的上等觸發(fā)功能來進(jìn)行故障的細(xì)節(jié)定位，這樣可以縮短您的調(diào)試周期。

49．關(guān)于毛刺測量，以前請教過相關(guān)的技術(shù)人員，得到的答復(fù)是，示波器所能捕捉的*小毛刺就是示波器的采樣速率。是否所有的示波器都遵循這一規(guī)律？此時(shí)示波器的前置濾波器不會(huì)對(duì)它有影響嗎？
答：不能斷言所有的示波器都是這樣。比如，有些示波器達(dá)到 1GS/s，帶寬只有 60MHz，顯然，1ns的毛刺不可能捕捉到。其實(shí)捕捉毛刺的能力除了帶寬，采樣率，還取決于波形捕獲率，即每秒能夠捕捉的波形數(shù)量，詳情請參見泰克關(guān)于 DPO 的應(yīng)用文章。

50．在使用示波器時(shí)如何消除毛刺？
答：如果毛刺是信號(hào)本身固有的，而且想用邊沿觸發(fā)同步該信號(hào)（如正弦信號(hào)），可以用高頻抑制觸發(fā)方式，通?？赏皆撔盘?hào)。如果信號(hào)本身有毛刺，但想讓示波器慮除該毛刺，不顯示毛刺，通常很難做到。
可以試著使用限制帶寬的方法，但不小心可能也會(huì)把信號(hào)本身慮掉一部分信息。若使用邏輯分析儀器，一般來說，使用狀態(tài)采集的方法，有些在定時(shí)方式下采集到的毛刺，就看不到了。

51．在實(shí)際工作中，當(dāng)碰到突發(fā)的毛刺信號(hào)，如何捕捉和測試？
答：比如我們在進(jìn)行時(shí)鐘測試時(shí)，經(jīng)常會(huì)碰到偶發(fā)毛刺信號(hào)，該信號(hào)將會(huì)對(duì)我們的電路產(chǎn)生誤動(dòng)作，因此捕獲該信號(hào)成為測試的關(guān)鍵，由于事先我們無法判斷該毛刺為正還是為負(fù)，因此我們須先利用TDS5000 示波器的數(shù)字熒光功能即快速波形捕獲模式結(jié)合無限余輝查看毛刺特征，然后利用示波器的上等觸發(fā)功能——脈寬觸發(fā)依照信號(hào)特征，如：小于正常時(shí)鐘脈沖寬度觸發(fā)。

52． 毛刺/脈寬觸發(fā)的應(yīng)用場合有哪些？
答：毛刺/脈寬觸發(fā)一般有兩種典型應(yīng)用場合，一是同步電路行為，如利用它來同步串行信號(hào)，或?qū)τ诟蓴_非常嚴(yán)重的應(yīng)用，無法用邊沿觸發(fā)正確同步信號(hào)，脈寬觸發(fā)就是一個(gè)選擇；另一是用來發(fā)現(xiàn)信號(hào)中的異?，F(xiàn)象，如因干擾或競爭引起的窄毛刺，由于該異常是偶發(fā)顯現(xiàn)，必須用毛刺觸發(fā)來捕獲(另一種方法是峰值檢測方式，但峰值檢測的方法有可能受其*大采樣率的限制，同時(shí)，一般是能看，不能測)。若被測對(duì)象的脈沖寬度是 50ns，而且該信號(hào)沒有任何問題，也就是說，沒有因干擾，競爭等問題引起的信號(hào)畸變或更窄的，用邊沿觸發(fā)就可同步該信號(hào)，無需使用毛刺觸發(fā)。有不少用戶將脈寬觸發(fā)設(shè)置為 10ns ~ 30ns，幸運(yùn)的是，5462x 和 546?x 是業(yè)界難得的能完成該操作的儀器。若想驗(yàn)證該 10MHz 方波中有無異常脈沖，包括比 50ns 窄很多的脈沖，就會(huì)用到脈寬或毛刺觸發(fā), 也就有可能會(huì)用到 5ns 的設(shè)置。

53． 安捷倫的數(shù)字示波器有沒有 DPO 功能？
答：DPO 是一個(gè)專用名詞，只有一個(gè)示波器公司使用該名詞，安捷倫對(duì)應(yīng)的功能叫 MegaVision，和DPO 相同之處是：①可以直接信號(hào)中的異?，F(xiàn)象。②波形捕獲率遠(yuǎn)高于普通數(shù)字存儲(chǔ)示波器。不同之處：
①發(fā)現(xiàn)異常信號(hào)后，MegaVision 可對(duì)該異常直接放大并觀察信號(hào)細(xì)節(jié)。
②MegaVision 示波器的實(shí)時(shí)采樣率突破 1.25GSa/s 極限，可達(dá) 2GSa/s(如 546?xA/D 示波器)甚至更高。③MegaVision 示波器是為需要深存儲(chǔ)的應(yīng)用場合優(yōu)化的，當(dāng)示波器存儲(chǔ)深度>10K,甚至 100K, 2M 時(shí)，其波形刷新率是業(yè)界及其優(yōu)越的。

54． 如果依據(jù)信號(hào)上升時(shí)間確定了帶寬后，按照該帶寬確定采樣率的原則僅僅是為了實(shí)現(xiàn)無采樣混疊誤差嗎？
答：確定帶寬后再確定采樣率，業(yè)界的一些公式，的確確定采樣率的原則是為了實(shí)現(xiàn)無采樣混疊誤差，但它是泛泛的評(píng)估說法，具體還要看您被測對(duì)象的特征，因?yàn)?高的指標(biāo)往往是在特定條件下給出的，未必滿足您的測試應(yīng)用。

55． 示波器如何顯示兩個(gè)采樣點(diǎn)之間的波形？
答：示波器的顯示方式有多種：點(diǎn)顯示、正弦內(nèi)插顯示、直線連接顯示；示波器的缺省顯示方式通常為矢量連接顯示方式，有的示波器僅支持直線連接方式；無論是直線連接還是正弦內(nèi)插，在兩個(gè)實(shí)際采樣點(diǎn)之間提供的信息都不是實(shí)際采集的，由于直線連接方式可能會(huì)導(dǎo)致顯示出現(xiàn)突變，如在一正弦波的波峰采集一個(gè)點(diǎn)，兩邊的波谷各采集一點(diǎn)，會(huì)顯示出三角波，而用正弦內(nèi)插顯示出來仍是正弦波，所以，有些應(yīng)用文章中的說法是：采用直線連接，對(duì)采樣率的要求更高，如 10 倍的關(guān)系(以真實(shí)再現(xiàn)波形)；采用正

弦內(nèi)插，對(duì)采樣率要求稍低以下，也有文章說，2.5 倍就可以，工程上一般說 4 倍以上，也有 5 倍，6 倍的說法。

56． PCB 板上的高速信號(hào)特征：156.25MHZ 差分時(shí)鐘信號(hào)，Rise/Fall Time(20%～80％)<100ps，jitter tolerance(p-p<30ps,RMS<2ps),skew(+ vs.-)<20ps，請問需要多高帶寬的示波器才能精  確測量？測量誤差可達(dá)多少？
答：對(duì)于 156.25MHz 差分時(shí)鐘信號(hào)，Rise/Fall Time(20%～80％)<100ps ，若您想精  確測試該上升時(shí)間，如 3%的測試精度，0.4/100ps *1.4 = 5.6GHz 帶寬示波器及其探頭系統(tǒng)，若 10%精度可接受，0.4/100ps*1.2 = 4.8GHz 帶寬示波器及其探頭系統(tǒng)。注意若您使用差分探頭，您要確保，從被測點(diǎn)算起，整個(gè)示波器的帶寬是 5.6GHz, 幸運(yùn)的是目前安捷倫推出了 7GHz 帶寬的差分探頭。同時(shí)，54855A 本身的上升時(shí)間指標(biāo)實(shí)測是 65ps , 說明書上給出 72ps 的指標(biāo)。jitter tolerance(p-p<30ps,RMS<2ps) , 要精  確測量抖動(dòng)指標(biāo)，要求示波器本身的抖動(dòng)指標(biāo)要更高，54855A 本身的觸發(fā)抖動(dòng)指標(biāo)是 1ps RMS ,比業(yè)界同類產(chǎn)品好 7 倍，另一相關(guān)指標(biāo)是 Delta Time meas. Accuracy (peak) 是± [ (7.0 ps) + (1 x ppm * |reading|) ]，好過同類產(chǎn)品 2 倍以上，這和它真正使用 20GSa/s 的 A/D 有關(guān)，它消除了使用多個(gè)(10GSa/s A/D 或 5GSa/sA/D) 拼湊成一個(gè) 20GSa/s 所帶來的誤差。