原创 【博客大赛】参加R&S在线研讨会整理

2012-12-3 12:17 1426 15 12 分类: 测试测量 文集: ModelSim

      示波器的使用在debug过程中非常重要,以往在这方面有忽略的地方,就是因为身边有测试达人存在,但是当测试达人不在自己身边的时候往往影响debug进度,所以还是从提高自身测试水平着手吧。

     今天的答疑环节至少解释了我之前调试过程中一个疑惑,即信号上升沿测试结果和实际信号之间误差有时候会很大。比如,我们通过精密的信号源产生一个脉冲信号,经过延时芯片之后,通过示波器来测量出这个延时量是否跟延时芯片产生的延时量一致,如下图所示

1.jpg
上图中绿色的脉冲信号为原始信号,红色为其经过延时芯片后抓到的,这时候如何找到两个信号(其实是一个信号)之间时间关系呢?示波器有相应的测试模块,当然同时还要考察两个信号的上升时间。
     以前一直不知道有“显示时间的平方=信号上升时间平方+测试系统时间的平方”这个关系,所以当由于示波器选用不适当造成测量误差的时候无法找到解释。
 
    以下是本次研讨会采摘的部分答疑:

 

1.  在测量时,对探头的选择上有什么需要注意的吗
在测量时,面对当前工业技术生产的器件,可能你的电路工作频率不高,但是器件的边沿会很快,容易引起信号完整性问题,所以对使能信号,时钟,触发信号等关键信号要选择高带宽的有源探头测量,一般建议到2G左右,才能准确测量到信号完整性引起的边沿非单调,震荡过冲,串扰等问题;同时还要注意探头连接方式的正确,最重要的一条就是要保证地线足够短,有源探头有很多地针附件,以实现最短地线测量。

 

2. 关于反射,在测试的时候我们如何确定该反射是目标板上还是由于测试方法方式不对造成的呢?因为有时候目标信号质量可能很好,但是由于探头却引入了干扰或者反射
不太清楚您的具体测量情况,但有一点注意的是,如果我们加入探头测试,必须明确知道探头和被测点的阻抗情况,对于传输线的测试,必须有良好的匹配。

 

3. 关于脉冲的上升时间有个问题请教: 1. 测量上升时间主要跟采样率有关还是带宽? 2. 一个实际脉冲的上升时间为1ns,是否有可能在测试的时候测出的结果为2ns或者更大?!
1. 都有影响,带宽一般指模拟带宽,是前段放大器对信号的影响;采样率决定的是数字带宽,如果采样率不够,即使放大器的带宽足够也会因采样不足,造成复现波形失真 2.2ns很正常,示波器上的显示结果包含测试系统的上升时间,公式为 显示时间的平方=信号上升时间的平方 系统上升时间的平方

 

4. “示波器上的显示结果包含测试系统的上升时间,公式为 显示时间的平方=信号上升时间的平方 系统上升时间的平方” 这是第19个问题的答复,对上述内容还有几个问题请教: 1. 所谓的包含测试系统的上升时间,是否意味着测试结果要剔除这个测试系统的上升时间才能得到实际信号的上升时间呢? 2. 如何获悉测试系统的上升时间呢? 3. 是否就是可以根据上述公式来获取最终的测试结果?另外此公式是这样的吗:(显示时间的平方=信号上升时间平方+测试系统时间的平方)等号右边是“加”吗?
这时一个关于示波器的重要问题,一般示波器只标注带宽并不说明上升时间,公式是示波器上升时间=0.35/带宽,即100MHz的示波器,上升时间为3.5ns。如果测试系统的上升时间远小于被测信号的上升时间,如1/5以下,可以忽略不计。这就是为什么我们在为用户选型时,会关注是否测量脉冲信号的原因。对于很陡的边沿,必须选择高带宽示波器。

 

5. 第13个问题的解答很精彩,我们目前也面临测试边沿很快的脉冲信号;能否详细解答下如何正确连接探头,除了保证地线足够短以外?!多谢
如果是在线测试(使用探头),使用要确保在接收端测量,发送端会叠加传输路径中阻抗不连续点反射电压;所以在原理图和PCB图设计的时候就需要考虑可测试性问题,在测试点旁边就近放置接地点;有源探头的附件中有很多的测试附件信号针和接地针,帮助完成可靠连接

 

6. (显示时间的平方=信号上升时间平方+测试系统时间的平方)等号右边是“加”吗?
相加,均方根的关系

 

7.RS示波器对探头的要求高吗?是否一定要用RS的探头,比如我有时测一些不是高速信号什么的,用其他公司的探头校准后测试行不?
500MHz 以下的信号一般使用无源电压探头,只有探头的阻抗,特别是输入电容指标满足要求,一般没什么问题。我们的标配探头一般在10pF

 

8. 帮忙讲下直方图测试和眼图测试
直方图用于统计用户选定的区域采样点的分布,典型应用就是测量信号抖动;眼图测试用于测量一段时间或是一定数量的周期内信号信号质量问题,包括幅度轴和时间轴的一个综合评估

 

9.能否接受一下如何利用示波器测量信号的直流分量?另外,在测量直流分量的时候是否也要考虑示波器本身引入的直流信号?!
示波器是不会引入直流分量的,可以使用示波器的FFT功能,查看DC分量的功率值。另外一种方法是使用数字滤波功能,将较高频率的信号滤掉,查看剩下的部分,但这样坑内不是完全的DC信号。

 

10. 能不能介绍下采集的过程,以及数据抽取,还有波形算法这些技术点
示波器的工作过程包括触发->采集->存储->处理->显示,每次的采集都需要等待示波器完成其他四个动作之后才能开始,所以除去采集的时间就叫死区时间或是盲区时间,这段时间示波器丢失信号,RTO的硬件信号技术就是极大的缩短了信号处理的时间;数据抽取目前RTO有以下几种:采样模式,峰值检波模式,高精度模式和RMS值模式,波形算法有:平均和包络检波两种。

 

 

 

 

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用户403664 2012-4-19 14:58

没参加,谢谢整理!
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