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發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀 采用混合信號示波器實現(xiàn)對嵌入式系統(tǒng)的快速分析
點擊次數(shù)：1738 發(fā)布時間：2012-2-14
對于嵌入式系統(tǒng)而言，其承擔(dān)的任務(wù)越多，系統(tǒng)也就越復(fù)雜。與此同時，數(shù)字器件與模擬器件之間的接口種類和數(shù)量也隨之增長。單*個設(shè)計就有可能采用單bit信號、時鐘型或非時鐘型并行數(shù)據(jù)總線和串行數(shù)據(jù)總線、標(biāo)準(zhǔn)或的傳輸格式以及各種數(shù)據(jù)傳輸率。
任何人如果想應(yīng)對這種不斷增長的復(fù)雜性，必須對所有這些不同電平的接口信號進(jìn)行分析。這些分析工作通常需要一個由多種儀器的組成測試系統(tǒng)，且各個儀器的操作也是各不相同：模擬波形采用示波器進(jìn)行分析，數(shù)字信號需要使用邏輯分析儀，而傳輸協(xié)議則借助協(xié)議分析儀進(jìn)行分析。
在過去，示波器主要用于觀察隨著時間而變化的電壓信號。現(xiàn)在，它已經(jīng)發(fā)展成一種通用的測試儀器。示波器可配置為混合信號示波器，除了模擬通道之外，還提供有數(shù)字通道，可以分析數(shù)字狀態(tài)和協(xié)議細(xì)節(jié)。其結(jié)果是，僅需一臺儀器、一個用戶接口，就可以完成電路中不同信號分析工作。因此，混合信號示波器對于硬件開發(fā)期間的信號完整性分析非常有價值，且對軟件開發(fā)期間的信號信息內(nèi)容分析的作用也越來越大。
本文主要介紹混合信號示波器的功能，并以帶有可集成式R&S RTO-B1混合信號選件的羅德與施瓦茨RTO系列示波器為示例，描述如何使用這些功能。
2 混合信號示波器的功能
(1)兩階段式工作原理：采集階段和分析階段
數(shù)字式示波器的工作過程可以分解為兩個連續(xù)的階段，即采集階段及其后續(xù)分析階段。在采集階段期間，采樣的測試信號保存在數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)。采集階段的特性主要由采樣頻率、采集深度和觸發(fā)類型來體現(xiàn)。
在分析階段對已經(jīng)采集的波形進(jìn)行分析并輸出至用戶接口，例如輸出至儀器上的顯示屏或者以文件形式輸出。數(shù)字式示波器的數(shù)據(jù)分析功能包含縮放、測量、光標(biāo)、數(shù)學(xué)運算和搜索功能。
無論模擬通道，還是數(shù)字通道，混合信號示波器均使用兩階段式工作原理，除了可以繼續(xù)被用作傳統(tǒng)的示波器，還集成數(shù)字通道。通道數(shù)量眾多，以及由此而帶來眾多的設(shè)置選項，使得簡潔、清晰的用戶接口顯得更加重要。
R&S RTO設(shè)計有精簡的菜單結(jié)構(gòu)和信號流圖，帶有混合信號選件，使用極為簡單、直觀。操作菜單采用透明設(shè)計，測試窗口始終可見(見圖1)。因此，可以即時觀察到任何設(shè)置更改對波形可能帶來影響和變化。波形可以按組顯示在屏幕上獨立的窗口內(nèi)，以提高清晰度。
圖1 R&S RTO示波器
(2)時間同步
對模擬通道和數(shù)字通道的采集是在同一臺儀器上同時進(jìn)行的，因此模擬波形、數(shù)字信號和協(xié)議信息具有時間相關(guān)性，可在同一個時間點進(jìn)行分析。
為了同步地采集信號，必須對模擬通道和數(shù)字通道之間的延時進(jìn)行補(bǔ)償。配備了混合信號選件，RTO會在儀器內(nèi)部的數(shù)字通道探頭盒和模擬通道探頭連接器之間完成這種延時補(bǔ)償。模擬探頭和數(shù)字探頭線之間的延時相對較小，如果這點時域?qū)τ脩魷y量影響不大，就無需再進(jìn)行其它任何設(shè)置。