示波器测量参数的注意事项
硬件十万个为什么','硬件十万个为什么 2024-06-06

示波器是电子工程师最常见的仪器,很多人也把示波器比作工程师的“眼睛”,这也足以说明示波器对工程师有多重要。

信号是如何显示到示波器屏幕上的呢?在示波器上,信号传输经过探头内部的一系列电阻器和电容器。然后进入示波器,信号进入示波器并经过模拟输入信号调制模块。根据信号的大小,它会被相应地放大或缩小,从而达到模数转换器(ADC)的动态范围之内。模拟信号在 ADC 模块中被转换为数字数据(1 和 0)。同时,触发模块将信号与指定的触发条件进行比较。触发条件告知时基模块何时捕获数字数据并将其保存到循环采集存储器中。数字信号处理模块(DSP)对数字数据展开分析,然后将其重新构成波形并显示在屏幕上。

对于所有的示波器来讲,信号显示到示波器上之后,下一步就是进行相应的测量。示波器现在具备极其丰富内置测量功能,工程师能迅速分析波形的幅度和时间参数。这些基本测量的范例包括:

上升时间:上升时间是上限阈值上的时间减去您正在测量的边缘的下阈值上的时间。下降时间相似,即下阈值上的时间减去您正在测量的边缘的上限阈值上的时间。

脉宽:脉宽是从第一个上升沿的中间阈值到下一个下降沿的中间阈值的时间。

幅度和其它电压测量:这是波形显示幅度的测量。通常您也可测量峰峰值电压、最大电压、最低电压以及平均电压。

周期/ 频率:周期定义为中间阈值两次连续交叉点电压之间的时间。频率定义为 1/周期。

建立和保持时间:建立时间就是时钟触到来之前,数据需要保持稳定的最小时间。保持时间就是时钟触发事件到来之后,数据需要保持稳定的最小时间。

眼图:所谓眼图简单地说就是把一连串接收端接收到的脉冲信号(000,001,010,011, 100, 101,110,111)同时叠加在高速示波器上以形成眼图。如果加上眼图模板,就能快速地评估信号是否能满足总线要求或系统要求。

示波器上还有许多其它测量,比如占空比、偏移、噪声、抖动等等参数。这里仅是提供给一些基本的测量概念。

传统来讲,示波器测量的参数都是时域的,而随着技术的发展,示波器也呈现多样化,有的示波器也可以测量频域的参数,尤其是在电源完整性和EMC分析时,经常会把时域的信号转换为频域的曲线进行分析。观察是什么频段出现了问题,进而“对症下药”解决问题。

不管怎么样,示波器始终只是一个工具,要分析实际的问题,还需要工程师能透过现象找到其本质。



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